sched: Introduce SCHED_RESET_ON_FORK scheduling policy flag
[linux-2.6.git] / kernel / sched.c
1 /*
2  *  kernel/sched.c
3  *
4  *  Kernel scheduler and related syscalls
5  *
6  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
7  *
8  *  1996-12-23  Modified by Dave Grothe to fix bugs in semaphores and
9  *              make semaphores SMP safe
10  *  1998-11-19  Implemented schedule_timeout() and related stuff
11  *              by Andrea Arcangeli
12  *  2002-01-04  New ultra-scalable O(1) scheduler by Ingo Molnar:
13  *              hybrid priority-list and round-robin design with
14  *              an array-switch method of distributing timeslices
15  *              and per-CPU runqueues.  Cleanups and useful suggestions
16  *              by Davide Libenzi, preemptible kernel bits by Robert Love.
17  *  2003-09-03  Interactivity tuning by Con Kolivas.
18  *  2004-04-02  Scheduler domains code by Nick Piggin
19  *  2007-04-15  Work begun on replacing all interactivity tuning with a
20  *              fair scheduling design by Con Kolivas.
21  *  2007-05-05  Load balancing (smp-nice) and other improvements
22  *              by Peter Williams
23  *  2007-05-06  Interactivity improvements to CFS by Mike Galbraith
24  *  2007-07-01  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
25  *  2007-11-29  RT balancing improvements by Steven Rostedt, Gregory Haskins,
26  *              Thomas Gleixner, Mike Kravetz
27  */
28
29 #include <linux/mm.h>
30 #include <linux/module.h>
31 #include <linux/nmi.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/uaccess.h>
34 #include <linux/highmem.h>
35 #include <linux/smp_lock.h>
36 #include <asm/mmu_context.h>
37 #include <linux/interrupt.h>
38 #include <linux/capability.h>
39 #include <linux/completion.h>
40 #include <linux/kernel_stat.h>
41 #include <linux/debug_locks.h>
42 #include <linux/perf_counter.h>
43 #include <linux/security.h>
44 #include <linux/notifier.h>
45 #include <linux/profile.h>
46 #include <linux/freezer.h>
47 #include <linux/vmalloc.h>
48 #include <linux/blkdev.h>
49 #include <linux/delay.h>
50 #include <linux/pid_namespace.h>
51 #include <linux/smp.h>
52 #include <linux/threads.h>
53 #include <linux/timer.h>
54 #include <linux/rcupdate.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/cpuset.h>
57 #include <linux/percpu.h>
58 #include <linux/kthread.h>
59 #include <linux/proc_fs.h>
60 #include <linux/seq_file.h>
61 #include <linux/sysctl.h>
62 #include <linux/syscalls.h>
63 #include <linux/times.h>
64 #include <linux/tsacct_kern.h>
65 #include <linux/kprobes.h>
66 #include <linux/delayacct.h>
67 #include <linux/reciprocal_div.h>
68 #include <linux/unistd.h>
69 #include <linux/pagemap.h>
70 #include <linux/hrtimer.h>
71 #include <linux/tick.h>
72 #include <linux/debugfs.h>
73 #include <linux/ctype.h>
74 #include <linux/ftrace.h>
75
76 #include <asm/tlb.h>
77 #include <asm/irq_regs.h>
78
79 #include "sched_cpupri.h"
80
81 #define CREATE_TRACE_POINTS
82 #include <trace/events/sched.h>
83
84 /*
85  * Convert user-nice values [ -20 ... 0 ... 19 ]
86  * to static priority [ MAX_RT_PRIO..MAX_PRIO-1 ],
87  * and back.
88  */
89 #define NICE_TO_PRIO(nice)      (MAX_RT_PRIO + (nice) + 20)
90 #define PRIO_TO_NICE(prio)      ((prio) - MAX_RT_PRIO - 20)
91 #define TASK_NICE(p)            PRIO_TO_NICE((p)->static_prio)
92
93 /*
94  * 'User priority' is the nice value converted to something we
95  * can work with better when scaling various scheduler parameters,
96  * it's a [ 0 ... 39 ] range.
97  */
98 #define USER_PRIO(p)            ((p)-MAX_RT_PRIO)
99 #define TASK_USER_PRIO(p)       USER_PRIO((p)->static_prio)
100 #define MAX_USER_PRIO           (USER_PRIO(MAX_PRIO))
101
102 /*
103  * Helpers for converting nanosecond timing to jiffy resolution
104  */
105 #define NS_TO_JIFFIES(TIME)     ((unsigned long)(TIME) / (NSEC_PER_SEC / HZ))
106
107 #define NICE_0_LOAD             SCHED_LOAD_SCALE
108 #define NICE_0_SHIFT            SCHED_LOAD_SHIFT
109
110 /*
111  * These are the 'tuning knobs' of the scheduler:
112  *
113  * default timeslice is 100 msecs (used only for SCHED_RR tasks).
114  * Timeslices get refilled after they expire.
115  */
116 #define DEF_TIMESLICE           (100 * HZ / 1000)
117
118 /*
119  * single value that denotes runtime == period, ie unlimited time.
120  */
121 #define RUNTIME_INF     ((u64)~0ULL)
122
123 #ifdef CONFIG_SMP
124
125 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2);
126
127 /*
128  * Divide a load by a sched group cpu_power : (load / sg->__cpu_power)
129  * Since cpu_power is a 'constant', we can use a reciprocal divide.
130  */
131 static inline u32 sg_div_cpu_power(const struct sched_group *sg, u32 load)
132 {
133         return reciprocal_divide(load, sg->reciprocal_cpu_power);
134 }
135
136 /*
137  * Each time a sched group cpu_power is changed,
138  * we must compute its reciprocal value
139  */
140 static inline void sg_inc_cpu_power(struct sched_group *sg, u32 val)
141 {
142         sg->__cpu_power += val;
143         sg->reciprocal_cpu_power = reciprocal_value(sg->__cpu_power);
144 }
145 #endif
146
147 static inline int rt_policy(int policy)
148 {
149         if (unlikely(policy == SCHED_FIFO || policy == SCHED_RR))
150                 return 1;
151         return 0;
152 }
153
154 static inline int task_has_rt_policy(struct task_struct *p)
155 {
156         return rt_policy(p->policy);
157 }
158
159 /*
160  * This is the priority-queue data structure of the RT scheduling class:
161  */
162 struct rt_prio_array {
163         DECLARE_BITMAP(bitmap, MAX_RT_PRIO+1); /* include 1 bit for delimiter */
164         struct list_head queue[MAX_RT_PRIO];
165 };
166
167 struct rt_bandwidth {
168         /* nests inside the rq lock: */
169         spinlock_t              rt_runtime_lock;
170         ktime_t                 rt_period;
171         u64                     rt_runtime;
172         struct hrtimer          rt_period_timer;
173 };
174
175 static struct rt_bandwidth def_rt_bandwidth;
176
177 static int do_sched_rt_period_timer(struct rt_bandwidth *rt_b, int overrun);
178
179 static enum hrtimer_restart sched_rt_period_timer(struct hrtimer *timer)
180 {
181         struct rt_bandwidth *rt_b =
182                 container_of(timer, struct rt_bandwidth, rt_period_timer);
183         ktime_t now;
184         int overrun;
185         int idle = 0;
186
187         for (;;) {
188                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
189                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, rt_b->rt_period);
190
191                 if (!overrun)
192                         break;
193
194                 idle = do_sched_rt_period_timer(rt_b, overrun);
195         }
196
197         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
198 }
199
200 static
201 void init_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b, u64 period, u64 runtime)
202 {
203         rt_b->rt_period = ns_to_ktime(period);
204         rt_b->rt_runtime = runtime;
205
206         spin_lock_init(&rt_b->rt_runtime_lock);
207
208         hrtimer_init(&rt_b->rt_period_timer,
209                         CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
210         rt_b->rt_period_timer.function = sched_rt_period_timer;
211 }
212
213 static inline int rt_bandwidth_enabled(void)
214 {
215         return sysctl_sched_rt_runtime >= 0;
216 }
217
218 static void start_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b)
219 {
220         ktime_t now;
221
222         if (!rt_bandwidth_enabled() || rt_b->rt_runtime == RUNTIME_INF)
223                 return;
224
225         if (hrtimer_active(&rt_b->rt_period_timer))
226                 return;
227
228         spin_lock(&rt_b->rt_runtime_lock);
229         for (;;) {
230                 unsigned long delta;
231                 ktime_t soft, hard;
232
233                 if (hrtimer_active(&rt_b->rt_period_timer))
234                         break;
235
236                 now = hrtimer_cb_get_time(&rt_b->rt_period_timer);
237                 hrtimer_forward(&rt_b->rt_period_timer, now, rt_b->rt_period);
238
239                 soft = hrtimer_get_softexpires(&rt_b->rt_period_timer);
240                 hard = hrtimer_get_expires(&rt_b->rt_period_timer);
241                 delta = ktime_to_ns(ktime_sub(hard, soft));
242                 __hrtimer_start_range_ns(&rt_b->rt_period_timer, soft, delta,
243                                 HRTIMER_MODE_ABS, 0);
244         }
245         spin_unlock(&rt_b->rt_runtime_lock);
246 }
247
248 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
249 static void destroy_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b)
250 {
251         hrtimer_cancel(&rt_b->rt_period_timer);
252 }
253 #endif
254
255 /*
256  * sched_domains_mutex serializes calls to arch_init_sched_domains,
257  * detach_destroy_domains and partition_sched_domains.
258  */
259 static DEFINE_MUTEX(sched_domains_mutex);
260
261 #ifdef CONFIG_GROUP_SCHED
262
263 #include <linux/cgroup.h>
264
265 struct cfs_rq;
266
267 static LIST_HEAD(task_groups);
268
269 /* task group related information */
270 struct task_group {
271 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
272         struct cgroup_subsys_state css;
273 #endif
274
275 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
276         uid_t uid;
277 #endif
278
279 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
280         /* schedulable entities of this group on each cpu */
281         struct sched_entity **se;
282         /* runqueue "owned" by this group on each cpu */
283         struct cfs_rq **cfs_rq;
284         unsigned long shares;
285 #endif
286
287 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
288         struct sched_rt_entity **rt_se;
289         struct rt_rq **rt_rq;
290
291         struct rt_bandwidth rt_bandwidth;
292 #endif
293
294         struct rcu_head rcu;
295         struct list_head list;
296
297         struct task_group *parent;
298         struct list_head siblings;
299         struct list_head children;
300 };
301
302 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
303
304 /* Helper function to pass uid information to create_sched_user() */
305 void set_tg_uid(struct user_struct *user)
306 {
307         user->tg->uid = user->uid;
308 }
309
310 /*
311  * Root task group.
312  *      Every UID task group (including init_task_group aka UID-0) will
313  *      be a child to this group.
314  */
315 struct task_group root_task_group;
316
317 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
318 /* Default task group's sched entity on each cpu */
319 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_entity, init_sched_entity);
320 /* Default task group's cfs_rq on each cpu */
321 static DEFINE_PER_CPU(struct cfs_rq, init_cfs_rq) ____cacheline_aligned_in_smp;
322 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
323
324 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
325 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_rt_entity, init_sched_rt_entity);
326 static DEFINE_PER_CPU(struct rt_rq, init_rt_rq) ____cacheline_aligned_in_smp;
327 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
328 #else /* !CONFIG_USER_SCHED */
329 #define root_task_group init_task_group
330 #endif /* CONFIG_USER_SCHED */
331
332 /* task_group_lock serializes add/remove of task groups and also changes to
333  * a task group's cpu shares.
334  */
335 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
336
337 #ifdef CONFIG_SMP
338 static int root_task_group_empty(void)
339 {
340         return list_empty(&root_task_group.children);
341 }
342 #endif
343
344 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
345 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
346 # define INIT_TASK_GROUP_LOAD   (2*NICE_0_LOAD)
347 #else /* !CONFIG_USER_SCHED */
348 # define INIT_TASK_GROUP_LOAD   NICE_0_LOAD
349 #endif /* CONFIG_USER_SCHED */
350
351 /*
352  * A weight of 0 or 1 can cause arithmetics problems.
353  * A weight of a cfs_rq is the sum of weights of which entities
354  * are queued on this cfs_rq, so a weight of a entity should not be
355  * too large, so as the shares value of a task group.
356  * (The default weight is 1024 - so there's no practical
357  *  limitation from this.)
358  */
359 #define MIN_SHARES      2
360 #define MAX_SHARES      (1UL << 18)
361
362 static int init_task_group_load = INIT_TASK_GROUP_LOAD;
363 #endif
364
365 /* Default task group.
366  *      Every task in system belong to this group at bootup.
367  */
368 struct task_group init_task_group;
369
370 /* return group to which a task belongs */
371 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
372 {
373         struct task_group *tg;
374
375 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
376         rcu_read_lock();
377         tg = __task_cred(p)->user->tg;
378         rcu_read_unlock();
379 #elif defined(CONFIG_CGROUP_SCHED)
380         tg = container_of(task_subsys_state(p, cpu_cgroup_subsys_id),
381                                 struct task_group, css);
382 #else
383         tg = &init_task_group;
384 #endif
385         return tg;
386 }
387
388 /* Change a task's cfs_rq and parent entity if it moves across CPUs/groups */
389 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
390 {
391 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
392         p->se.cfs_rq = task_group(p)->cfs_rq[cpu];
393         p->se.parent = task_group(p)->se[cpu];
394 #endif
395
396 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
397         p->rt.rt_rq  = task_group(p)->rt_rq[cpu];
398         p->rt.parent = task_group(p)->rt_se[cpu];
399 #endif
400 }
401
402 #else
403
404 #ifdef CONFIG_SMP
405 static int root_task_group_empty(void)
406 {
407         return 1;
408 }
409 #endif
410
411 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu) { }
412 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
413 {
414         return NULL;
415 }
416
417 #endif  /* CONFIG_GROUP_SCHED */
418
419 /* CFS-related fields in a runqueue */
420 struct cfs_rq {
421         struct load_weight load;
422         unsigned long nr_running;
423
424         u64 exec_clock;
425         u64 min_vruntime;
426
427         struct rb_root tasks_timeline;
428         struct rb_node *rb_leftmost;
429
430         struct list_head tasks;
431         struct list_head *balance_iterator;
432
433         /*
434          * 'curr' points to currently running entity on this cfs_rq.
435          * It is set to NULL otherwise (i.e when none are currently running).
436          */
437         struct sched_entity *curr, *next, *last;
438
439         unsigned int nr_spread_over;
440
441 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
442         struct rq *rq;  /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
443
444         /*
445          * leaf cfs_rqs are those that hold tasks (lowest schedulable entity in
446          * a hierarchy). Non-leaf lrqs hold other higher schedulable entities
447          * (like users, containers etc.)
448          *
449          * leaf_cfs_rq_list ties together list of leaf cfs_rq's in a cpu. This
450          * list is used during load balance.
451          */
452         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
453         struct task_group *tg;  /* group that "owns" this runqueue */
454
455 #ifdef CONFIG_SMP
456         /*
457          * the part of load.weight contributed by tasks
458          */
459         unsigned long task_weight;
460
461         /*
462          *   h_load = weight * f(tg)
463          *
464          * Where f(tg) is the recursive weight fraction assigned to
465          * this group.
466          */
467         unsigned long h_load;
468
469         /*
470          * this cpu's part of tg->shares
471          */
472         unsigned long shares;
473
474         /*
475          * load.weight at the time we set shares
476          */
477         unsigned long rq_weight;
478 #endif
479 #endif
480 };
481
482 /* Real-Time classes' related field in a runqueue: */
483 struct rt_rq {
484         struct rt_prio_array active;
485         unsigned long rt_nr_running;
486 #if defined CONFIG_SMP || defined CONFIG_RT_GROUP_SCHED
487         struct {
488                 int curr; /* highest queued rt task prio */
489 #ifdef CONFIG_SMP
490                 int next; /* next highest */
491 #endif
492         } highest_prio;
493 #endif
494 #ifdef CONFIG_SMP
495         unsigned long rt_nr_migratory;
496         int overloaded;
497         struct plist_head pushable_tasks;
498 #endif
499         int rt_throttled;
500         u64 rt_time;
501         u64 rt_runtime;
502         /* Nests inside the rq lock: */
503         spinlock_t rt_runtime_lock;
504
505 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
506         unsigned long rt_nr_boosted;
507
508         struct rq *rq;
509         struct list_head leaf_rt_rq_list;
510         struct task_group *tg;
511         struct sched_rt_entity *rt_se;
512 #endif
513 };
514
515 #ifdef CONFIG_SMP
516
517 /*
518  * We add the notion of a root-domain which will be used to define per-domain
519  * variables. Each exclusive cpuset essentially defines an island domain by
520  * fully partitioning the member cpus from any other cpuset. Whenever a new
521  * exclusive cpuset is created, we also create and attach a new root-domain
522  * object.
523  *
524  */
525 struct root_domain {
526         atomic_t refcount;
527         cpumask_var_t span;
528         cpumask_var_t online;
529
530         /*
531          * The "RT overload" flag: it gets set if a CPU has more than
532          * one runnable RT task.
533          */
534         cpumask_var_t rto_mask;
535         atomic_t rto_count;
536 #ifdef CONFIG_SMP
537         struct cpupri cpupri;
538 #endif
539 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
540         /*
541          * Preferred wake up cpu nominated by sched_mc balance that will be
542          * used when most cpus are idle in the system indicating overall very
543          * low system utilisation. Triggered at POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP(2)
544          */
545         unsigned int sched_mc_preferred_wakeup_cpu;
546 #endif
547 };
548
549 /*
550  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
551  * members (mimicking the global state we have today).
552  */
553 static struct root_domain def_root_domain;
554
555 #endif
556
557 /*
558  * This is the main, per-CPU runqueue data structure.
559  *
560  * Locking rule: those places that want to lock multiple runqueues
561  * (such as the load balancing or the thread migration code), lock
562  * acquire operations must be ordered by ascending &runqueue.
563  */
564 struct rq {
565         /* runqueue lock: */
566         spinlock_t lock;
567
568         /*
569          * nr_running and cpu_load should be in the same cacheline because
570          * remote CPUs use both these fields when doing load calculation.
571          */
572         unsigned long nr_running;
573         #define CPU_LOAD_IDX_MAX 5
574         unsigned long cpu_load[CPU_LOAD_IDX_MAX];
575 #ifdef CONFIG_NO_HZ
576         unsigned long last_tick_seen;
577         unsigned char in_nohz_recently;
578 #endif
579         /* capture load from *all* tasks on this cpu: */
580         struct load_weight load;
581         unsigned long nr_load_updates;
582         u64 nr_switches;
583         u64 nr_migrations_in;
584
585         struct cfs_rq cfs;
586         struct rt_rq rt;
587
588 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
589         /* list of leaf cfs_rq on this cpu: */
590         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
591 #endif
592 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
593         struct list_head leaf_rt_rq_list;
594 #endif
595
596         /*
597          * This is part of a global counter where only the total sum
598          * over all CPUs matters. A task can increase this counter on
599          * one CPU and if it got migrated afterwards it may decrease
600          * it on another CPU. Always updated under the runqueue lock:
601          */
602         unsigned long nr_uninterruptible;
603
604         struct task_struct *curr, *idle;
605         unsigned long next_balance;
606         struct mm_struct *prev_mm;
607
608         u64 clock;
609
610         atomic_t nr_iowait;
611
612 #ifdef CONFIG_SMP
613         struct root_domain *rd;
614         struct sched_domain *sd;
615
616         unsigned char idle_at_tick;
617         /* For active balancing */
618         int active_balance;
619         int push_cpu;
620         /* cpu of this runqueue: */
621         int cpu;
622         int online;
623
624         unsigned long avg_load_per_task;
625
626         struct task_struct *migration_thread;
627         struct list_head migration_queue;
628 #endif
629
630         /* calc_load related fields */
631         unsigned long calc_load_update;
632         long calc_load_active;
633
634 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
635 #ifdef CONFIG_SMP
636         int hrtick_csd_pending;
637         struct call_single_data hrtick_csd;
638 #endif
639         struct hrtimer hrtick_timer;
640 #endif
641
642 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
643         /* latency stats */
644         struct sched_info rq_sched_info;
645         unsigned long long rq_cpu_time;
646         /* could above be rq->cfs_rq.exec_clock + rq->rt_rq.rt_runtime ? */
647
648         /* sys_sched_yield() stats */
649         unsigned int yld_count;
650
651         /* schedule() stats */
652         unsigned int sched_switch;
653         unsigned int sched_count;
654         unsigned int sched_goidle;
655
656         /* try_to_wake_up() stats */
657         unsigned int ttwu_count;
658         unsigned int ttwu_local;
659
660         /* BKL stats */
661         unsigned int bkl_count;
662 #endif
663 };
664
665 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
666
667 static inline void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sync)
668 {
669         rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, sync);
670 }
671
672 static inline int cpu_of(struct rq *rq)
673 {
674 #ifdef CONFIG_SMP
675         return rq->cpu;
676 #else
677         return 0;
678 #endif
679 }
680
681 /*
682  * The domain tree (rq->sd) is protected by RCU's quiescent state transition.
683  * See detach_destroy_domains: synchronize_sched for details.
684  *
685  * The domain tree of any CPU may only be accessed from within
686  * preempt-disabled sections.
687  */
688 #define for_each_domain(cpu, __sd) \
689         for (__sd = rcu_dereference(cpu_rq(cpu)->sd); __sd; __sd = __sd->parent)
690
691 #define cpu_rq(cpu)             (&per_cpu(runqueues, (cpu)))
692 #define this_rq()               (&__get_cpu_var(runqueues))
693 #define task_rq(p)              cpu_rq(task_cpu(p))
694 #define cpu_curr(cpu)           (cpu_rq(cpu)->curr)
695
696 inline void update_rq_clock(struct rq *rq)
697 {
698         rq->clock = sched_clock_cpu(cpu_of(rq));
699 }
700
701 /*
702  * Tunables that become constants when CONFIG_SCHED_DEBUG is off:
703  */
704 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
705 # define const_debug __read_mostly
706 #else
707 # define const_debug static const
708 #endif
709
710 /**
711  * runqueue_is_locked
712  *
713  * Returns true if the current cpu runqueue is locked.
714  * This interface allows printk to be called with the runqueue lock
715  * held and know whether or not it is OK to wake up the klogd.
716  */
717 int runqueue_is_locked(void)
718 {
719         int cpu = get_cpu();
720         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
721         int ret;
722
723         ret = spin_is_locked(&rq->lock);
724         put_cpu();
725         return ret;
726 }
727
728 /*
729  * Debugging: various feature bits
730  */
731
732 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
733         __SCHED_FEAT_##name ,
734
735 enum {
736 #include "sched_features.h"
737 };
738
739 #undef SCHED_FEAT
740
741 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
742         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
743
744 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
745 #include "sched_features.h"
746         0;
747
748 #undef SCHED_FEAT
749
750 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
751 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
752         #name ,
753
754 static __read_mostly char *sched_feat_names[] = {
755 #include "sched_features.h"
756         NULL
757 };
758
759 #undef SCHED_FEAT
760
761 static int sched_feat_show(struct seq_file *m, void *v)
762 {
763         int i;
764
765         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
766                 if (!(sysctl_sched_features & (1UL << i)))
767                         seq_puts(m, "NO_");
768                 seq_printf(m, "%s ", sched_feat_names[i]);
769         }
770         seq_puts(m, "\n");
771
772         return 0;
773 }
774
775 static ssize_t
776 sched_feat_write(struct file *filp, const char __user *ubuf,
777                 size_t cnt, loff_t *ppos)
778 {
779         char buf[64];
780         char *cmp = buf;
781         int neg = 0;
782         int i;
783
784         if (cnt > 63)
785                 cnt = 63;
786
787         if (copy_from_user(&buf, ubuf, cnt))
788                 return -EFAULT;
789
790         buf[cnt] = 0;
791
792         if (strncmp(buf, "NO_", 3) == 0) {
793                 neg = 1;
794                 cmp += 3;
795         }
796
797         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
798                 int len = strlen(sched_feat_names[i]);
799
800                 if (strncmp(cmp, sched_feat_names[i], len) == 0) {
801                         if (neg)
802                                 sysctl_sched_features &= ~(1UL << i);
803                         else
804                                 sysctl_sched_features |= (1UL << i);
805                         break;
806                 }
807         }
808
809         if (!sched_feat_names[i])
810                 return -EINVAL;
811
812         filp->f_pos += cnt;
813
814         return cnt;
815 }
816
817 static int sched_feat_open(struct inode *inode, struct file *filp)
818 {
819         return single_open(filp, sched_feat_show, NULL);
820 }
821
822 static struct file_operations sched_feat_fops = {
823         .open           = sched_feat_open,
824         .write          = sched_feat_write,
825         .read           = seq_read,
826         .llseek         = seq_lseek,
827         .release        = single_release,
828 };
829
830 static __init int sched_init_debug(void)
831 {
832         debugfs_create_file("sched_features", 0644, NULL, NULL,
833                         &sched_feat_fops);
834
835         return 0;
836 }
837 late_initcall(sched_init_debug);
838
839 #endif
840
841 #define sched_feat(x) (sysctl_sched_features & (1UL << __SCHED_FEAT_##x))
842
843 /*
844  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
845  * Limited because this is done with IRQs disabled.
846  */
847 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
848
849 /*
850  * ratelimit for updating the group shares.
851  * default: 0.25ms
852  */
853 unsigned int sysctl_sched_shares_ratelimit = 250000;
854
855 /*
856  * Inject some fuzzyness into changing the per-cpu group shares
857  * this avoids remote rq-locks at the expense of fairness.
858  * default: 4
859  */
860 unsigned int sysctl_sched_shares_thresh = 4;
861
862 /*
863  * period over which we measure -rt task cpu usage in us.
864  * default: 1s
865  */
866 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
867
868 static __read_mostly int scheduler_running;
869
870 /*
871  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
872  * default: 0.95s
873  */
874 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
875
876 static inline u64 global_rt_period(void)
877 {
878         return (u64)sysctl_sched_rt_period * NSEC_PER_USEC;
879 }
880
881 static inline u64 global_rt_runtime(void)
882 {
883         if (sysctl_sched_rt_runtime < 0)
884                 return RUNTIME_INF;
885
886         return (u64)sysctl_sched_rt_runtime * NSEC_PER_USEC;
887 }
888
889 #ifndef prepare_arch_switch
890 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
891 #endif
892 #ifndef finish_arch_switch
893 # define finish_arch_switch(prev)       do { } while (0)
894 #endif
895
896 static inline int task_current(struct rq *rq, struct task_struct *p)
897 {
898         return rq->curr == p;
899 }
900
901 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
902 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
903 {
904         return task_current(rq, p);
905 }
906
907 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
908 {
909 }
910
911 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
912 {
913 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
914         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
915         rq->lock.owner = current;
916 #endif
917         /*
918          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
919          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
920          * prev into current:
921          */
922         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
923
924         spin_unlock_irq(&rq->lock);
925 }
926
927 #else /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
928 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
929 {
930 #ifdef CONFIG_SMP
931         return p->oncpu;
932 #else
933         return task_current(rq, p);
934 #endif
935 }
936
937 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
938 {
939 #ifdef CONFIG_SMP
940         /*
941          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
942          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
943          * here.
944          */
945         next->oncpu = 1;
946 #endif
947 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
948         spin_unlock_irq(&rq->lock);
949 #else
950         spin_unlock(&rq->lock);
951 #endif
952 }
953
954 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
955 {
956 #ifdef CONFIG_SMP
957         /*
958          * After ->oncpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
959          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
960          * finished.
961          */
962         smp_wmb();
963         prev->oncpu = 0;
964 #endif
965 #ifndef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
966         local_irq_enable();
967 #endif
968 }
969 #endif /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
970
971 /*
972  * __task_rq_lock - lock the runqueue a given task resides on.
973  * Must be called interrupts disabled.
974  */
975 static inline struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p)
976         __acquires(rq->lock)
977 {
978         for (;;) {
979                 struct rq *rq = task_rq(p);
980                 spin_lock(&rq->lock);
981                 if (likely(rq == task_rq(p)))
982                         return rq;
983                 spin_unlock(&rq->lock);
984         }
985 }
986
987 /*
988  * task_rq_lock - lock the runqueue a given task resides on and disable
989  * interrupts. Note the ordering: we can safely lookup the task_rq without
990  * explicitly disabling preemption.
991  */
992 static struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, unsigned long *flags)
993         __acquires(rq->lock)
994 {
995         struct rq *rq;
996
997         for (;;) {
998                 local_irq_save(*flags);
999                 rq = task_rq(p);
1000                 spin_lock(&rq->lock);
1001                 if (likely(rq == task_rq(p)))
1002                         return rq;
1003                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, *flags);
1004         }
1005 }
1006
1007 void task_rq_unlock_wait(struct task_struct *p)
1008 {
1009         struct rq *rq = task_rq(p);
1010
1011         smp_mb(); /* spin-unlock-wait is not a full memory barrier */
1012         spin_unlock_wait(&rq->lock);
1013 }
1014
1015 static void __task_rq_unlock(struct rq *rq)
1016         __releases(rq->lock)
1017 {
1018         spin_unlock(&rq->lock);
1019 }
1020
1021 static inline void task_rq_unlock(struct rq *rq, unsigned long *flags)
1022         __releases(rq->lock)
1023 {
1024         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, *flags);
1025 }
1026
1027 /*
1028  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
1029  */
1030 static struct rq *this_rq_lock(void)
1031         __acquires(rq->lock)
1032 {
1033         struct rq *rq;
1034
1035         local_irq_disable();
1036         rq = this_rq();
1037         spin_lock(&rq->lock);
1038
1039         return rq;
1040 }
1041
1042 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1043 /*
1044  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
1045  *
1046  * Its all a bit involved since we cannot program an hrt while holding the
1047  * rq->lock. So what we do is store a state in in rq->hrtick_* and ask for a
1048  * reschedule event.
1049  *
1050  * When we get rescheduled we reprogram the hrtick_timer outside of the
1051  * rq->lock.
1052  */
1053
1054 /*
1055  * Use hrtick when:
1056  *  - enabled by features
1057  *  - hrtimer is actually high res
1058  */
1059 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1060 {
1061         if (!sched_feat(HRTICK))
1062                 return 0;
1063         if (!cpu_active(cpu_of(rq)))
1064                 return 0;
1065         return hrtimer_is_hres_active(&rq->hrtick_timer);
1066 }
1067
1068 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
1069 {
1070         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
1071                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
1072 }
1073
1074 /*
1075  * High-resolution timer tick.
1076  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
1077  */
1078 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
1079 {
1080         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
1081
1082         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
1083
1084         spin_lock(&rq->lock);
1085         update_rq_clock(rq);
1086         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
1087         spin_unlock(&rq->lock);
1088
1089         return HRTIMER_NORESTART;
1090 }
1091
1092 #ifdef CONFIG_SMP
1093 /*
1094  * called from hardirq (IPI) context
1095  */
1096 static void __hrtick_start(void *arg)
1097 {
1098         struct rq *rq = arg;
1099
1100         spin_lock(&rq->lock);
1101         hrtimer_restart(&rq->hrtick_timer);
1102         rq->hrtick_csd_pending = 0;
1103         spin_unlock(&rq->lock);
1104 }
1105
1106 /*
1107  * Called to set the hrtick timer state.
1108  *
1109  * called with rq->lock held and irqs disabled
1110  */
1111 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
1112 {
1113         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
1114         ktime_t time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delay);
1115
1116         hrtimer_set_expires(timer, time);
1117
1118         if (rq == this_rq()) {
1119                 hrtimer_restart(timer);
1120         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
1121                 __smp_call_function_single(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd, 0);
1122                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
1123         }
1124 }
1125
1126 static int
1127 hotplug_hrtick(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
1128 {
1129         int cpu = (int)(long)hcpu;
1130
1131         switch (action) {
1132         case CPU_UP_CANCELED:
1133         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1134         case CPU_DOWN_PREPARE:
1135         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1136         case CPU_DEAD:
1137         case CPU_DEAD_FROZEN:
1138                 hrtick_clear(cpu_rq(cpu));
1139                 return NOTIFY_OK;
1140         }
1141
1142         return NOTIFY_DONE;
1143 }
1144
1145 static __init void init_hrtick(void)
1146 {
1147         hotcpu_notifier(hotplug_hrtick, 0);
1148 }
1149 #else
1150 /*
1151  * Called to set the hrtick timer state.
1152  *
1153  * called with rq->lock held and irqs disabled
1154  */
1155 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
1156 {
1157         __hrtimer_start_range_ns(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay), 0,
1158                         HRTIMER_MODE_REL, 0);
1159 }
1160
1161 static inline void init_hrtick(void)
1162 {
1163 }
1164 #endif /* CONFIG_SMP */
1165
1166 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1167 {
1168 #ifdef CONFIG_SMP
1169         rq->hrtick_csd_pending = 0;
1170
1171         rq->hrtick_csd.flags = 0;
1172         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
1173         rq->hrtick_csd.info = rq;
1174 #endif
1175
1176         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
1177         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
1178 }
1179 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1180 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
1181 {
1182 }
1183
1184 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1185 {
1186 }
1187
1188 static inline void init_hrtick(void)
1189 {
1190 }
1191 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1192
1193 /*
1194  * resched_task - mark a task 'to be rescheduled now'.
1195  *
1196  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
1197  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
1198  * the target CPU.
1199  */
1200 #ifdef CONFIG_SMP
1201
1202 #ifndef tsk_is_polling
1203 #define tsk_is_polling(t) test_tsk_thread_flag(t, TIF_POLLING_NRFLAG)
1204 #endif
1205
1206 static void resched_task(struct task_struct *p)
1207 {
1208         int cpu;
1209
1210         assert_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1211
1212         if (test_tsk_need_resched(p))
1213                 return;
1214
1215         set_tsk_need_resched(p);
1216
1217         cpu = task_cpu(p);
1218         if (cpu == smp_processor_id())
1219                 return;
1220
1221         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1222         smp_mb();
1223         if (!tsk_is_polling(p))
1224                 smp_send_reschedule(cpu);
1225 }
1226
1227 static void resched_cpu(int cpu)
1228 {
1229         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1230         unsigned long flags;
1231
1232         if (!spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
1233                 return;
1234         resched_task(cpu_curr(cpu));
1235         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1236 }
1237
1238 #ifdef CONFIG_NO_HZ
1239 /*
1240  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
1241  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
1242  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
1243  * idle system the next event might even be infinite time into the
1244  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
1245  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
1246  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
1247  * wheel for the next timer event.
1248  */
1249 void wake_up_idle_cpu(int cpu)
1250 {
1251         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1252
1253         if (cpu == smp_processor_id())
1254                 return;
1255
1256         /*
1257          * This is safe, as this function is called with the timer
1258          * wheel base lock of (cpu) held. When the CPU is on the way
1259          * to idle and has not yet set rq->curr to idle then it will
1260          * be serialized on the timer wheel base lock and take the new
1261          * timer into account automatically.
1262          */
1263         if (rq->curr != rq->idle)
1264                 return;
1265
1266         /*
1267          * We can set TIF_RESCHED on the idle task of the other CPU
1268          * lockless. The worst case is that the other CPU runs the
1269          * idle task through an additional NOOP schedule()
1270          */
1271         set_tsk_need_resched(rq->idle);
1272
1273         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1274         smp_mb();
1275         if (!tsk_is_polling(rq->idle))
1276                 smp_send_reschedule(cpu);
1277 }
1278 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
1279
1280 #else /* !CONFIG_SMP */
1281 static void resched_task(struct task_struct *p)
1282 {
1283         assert_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1284         set_tsk_need_resched(p);
1285 }
1286 #endif /* CONFIG_SMP */
1287
1288 #if BITS_PER_LONG == 32
1289 # define WMULT_CONST    (~0UL)
1290 #else
1291 # define WMULT_CONST    (1UL << 32)
1292 #endif
1293
1294 #define WMULT_SHIFT     32
1295
1296 /*
1297  * Shift right and round:
1298  */
1299 #define SRR(x, y) (((x) + (1UL << ((y) - 1))) >> (y))
1300
1301 /*
1302  * delta *= weight / lw
1303  */
1304 static unsigned long
1305 calc_delta_mine(unsigned long delta_exec, unsigned long weight,
1306                 struct load_weight *lw)
1307 {
1308         u64 tmp;
1309
1310         if (!lw->inv_weight) {
1311                 if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(lw->weight >= WMULT_CONST))
1312                         lw->inv_weight = 1;
1313                 else
1314                         lw->inv_weight = 1 + (WMULT_CONST-lw->weight/2)
1315                                 / (lw->weight+1);
1316         }
1317
1318         tmp = (u64)delta_exec * weight;
1319         /*
1320          * Check whether we'd overflow the 64-bit multiplication:
1321          */
1322         if (unlikely(tmp > WMULT_CONST))
1323                 tmp = SRR(SRR(tmp, WMULT_SHIFT/2) * lw->inv_weight,
1324                         WMULT_SHIFT/2);
1325         else
1326                 tmp = SRR(tmp * lw->inv_weight, WMULT_SHIFT);
1327
1328         return (unsigned long)min(tmp, (u64)(unsigned long)LONG_MAX);
1329 }
1330
1331 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
1332 {
1333         lw->weight += inc;
1334         lw->inv_weight = 0;
1335 }
1336
1337 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
1338 {
1339         lw->weight -= dec;
1340         lw->inv_weight = 0;
1341 }
1342
1343 /*
1344  * To aid in avoiding the subversion of "niceness" due to uneven distribution
1345  * of tasks with abnormal "nice" values across CPUs the contribution that
1346  * each task makes to its run queue's load is weighted according to its
1347  * scheduling class and "nice" value. For SCHED_NORMAL tasks this is just a
1348  * scaled version of the new time slice allocation that they receive on time
1349  * slice expiry etc.
1350  */
1351
1352 #define WEIGHT_IDLEPRIO                3
1353 #define WMULT_IDLEPRIO         1431655765
1354
1355 /*
1356  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
1357  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
1358  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
1359  * that remained on nice 0.
1360  *
1361  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
1362  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
1363  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
1364  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
1365  * the relative distance between them is ~25%.)
1366  */
1367 static const int prio_to_weight[40] = {
1368  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
1369  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
1370  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
1371  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
1372  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
1373  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
1374  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
1375  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
1376 };
1377
1378 /*
1379  * Inverse (2^32/x) values of the prio_to_weight[] array, precalculated.
1380  *
1381  * In cases where the weight does not change often, we can use the
1382  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
1383  * into multiplications:
1384  */
1385 static const u32 prio_to_wmult[40] = {
1386  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
1387  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
1388  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
1389  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
1390  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
1391  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
1392  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
1393  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
1394 };
1395
1396 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup);
1397
1398 /*
1399  * runqueue iterator, to support SMP load-balancing between different
1400  * scheduling classes, without having to expose their internal data
1401  * structures to the load-balancing proper:
1402  */
1403 struct rq_iterator {
1404         void *arg;
1405         struct task_struct *(*start)(void *);
1406         struct task_struct *(*next)(void *);
1407 };
1408
1409 #ifdef CONFIG_SMP
1410 static unsigned long
1411 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1412               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
1413               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
1414               int *this_best_prio, struct rq_iterator *iterator);
1415
1416 static int
1417 iter_move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1418                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1419                    struct rq_iterator *iterator);
1420 #endif
1421
1422 /* Time spent by the tasks of the cpu accounting group executing in ... */
1423 enum cpuacct_stat_index {
1424         CPUACCT_STAT_USER,      /* ... user mode */
1425         CPUACCT_STAT_SYSTEM,    /* ... kernel mode */
1426
1427         CPUACCT_STAT_NSTATS,
1428 };
1429
1430 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
1431 static void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime);
1432 static void cpuacct_update_stats(struct task_struct *tsk,
1433                 enum cpuacct_stat_index idx, cputime_t val);
1434 #else
1435 static inline void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime) {}
1436 static inline void cpuacct_update_stats(struct task_struct *tsk,
1437                 enum cpuacct_stat_index idx, cputime_t val) {}
1438 #endif
1439
1440 static inline void inc_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1441 {
1442         update_load_add(&rq->load, load);
1443 }
1444
1445 static inline void dec_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1446 {
1447         update_load_sub(&rq->load, load);
1448 }
1449
1450 #if (defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED)) || defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED)
1451 typedef int (*tg_visitor)(struct task_group *, void *);
1452
1453 /*
1454  * Iterate the full tree, calling @down when first entering a node and @up when
1455  * leaving it for the final time.
1456  */
1457 static int walk_tg_tree(tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
1458 {
1459         struct task_group *parent, *child;
1460         int ret;
1461
1462         rcu_read_lock();
1463         parent = &root_task_group;
1464 down:
1465         ret = (*down)(parent, data);
1466         if (ret)
1467                 goto out_unlock;
1468         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
1469                 parent = child;
1470                 goto down;
1471
1472 up:
1473                 continue;
1474         }
1475         ret = (*up)(parent, data);
1476         if (ret)
1477                 goto out_unlock;
1478
1479         child = parent;
1480         parent = parent->parent;
1481         if (parent)
1482                 goto up;
1483 out_unlock:
1484         rcu_read_unlock();
1485
1486         return ret;
1487 }
1488
1489 static int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
1490 {
1491         return 0;
1492 }
1493 #endif
1494
1495 #ifdef CONFIG_SMP
1496 static unsigned long source_load(int cpu, int type);
1497 static unsigned long target_load(int cpu, int type);
1498 static int task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd);
1499
1500 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
1501 {
1502         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1503         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
1504
1505         if (nr_running)
1506                 rq->avg_load_per_task = rq->load.weight / nr_running;
1507         else
1508                 rq->avg_load_per_task = 0;
1509
1510         return rq->avg_load_per_task;
1511 }
1512
1513 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1514
1515 static void __set_se_shares(struct sched_entity *se, unsigned long shares);
1516
1517 /*
1518  * Calculate and set the cpu's group shares.
1519  */
1520 static void
1521 update_group_shares_cpu(struct task_group *tg, int cpu,
1522                         unsigned long sd_shares, unsigned long sd_rq_weight)
1523 {
1524         unsigned long shares;
1525         unsigned long rq_weight;
1526
1527         if (!tg->se[cpu])
1528                 return;
1529
1530         rq_weight = tg->cfs_rq[cpu]->rq_weight;
1531
1532         /*
1533          *           \Sum shares * rq_weight
1534          * shares =  -----------------------
1535          *               \Sum rq_weight
1536          *
1537          */
1538         shares = (sd_shares * rq_weight) / sd_rq_weight;
1539         shares = clamp_t(unsigned long, shares, MIN_SHARES, MAX_SHARES);
1540
1541         if (abs(shares - tg->se[cpu]->load.weight) >
1542                         sysctl_sched_shares_thresh) {
1543                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1544                 unsigned long flags;
1545
1546                 spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1547                 tg->cfs_rq[cpu]->shares = shares;
1548
1549                 __set_se_shares(tg->se[cpu], shares);
1550                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1551         }
1552 }
1553
1554 /*
1555  * Re-compute the task group their per cpu shares over the given domain.
1556  * This needs to be done in a bottom-up fashion because the rq weight of a
1557  * parent group depends on the shares of its child groups.
1558  */
1559 static int tg_shares_up(struct task_group *tg, void *data)
1560 {
1561         unsigned long weight, rq_weight = 0;
1562         unsigned long shares = 0;
1563         struct sched_domain *sd = data;
1564         int i;
1565
1566         for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
1567                 /*
1568                  * If there are currently no tasks on the cpu pretend there
1569                  * is one of average load so that when a new task gets to
1570                  * run here it will not get delayed by group starvation.
1571                  */
1572                 weight = tg->cfs_rq[i]->load.weight;
1573                 if (!weight)
1574                         weight = NICE_0_LOAD;
1575
1576                 tg->cfs_rq[i]->rq_weight = weight;
1577                 rq_weight += weight;
1578                 shares += tg->cfs_rq[i]->shares;
1579         }
1580
1581         if ((!shares && rq_weight) || shares > tg->shares)
1582                 shares = tg->shares;
1583
1584         if (!sd->parent || !(sd->parent->flags & SD_LOAD_BALANCE))
1585                 shares = tg->shares;
1586
1587         for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd))
1588                 update_group_shares_cpu(tg, i, shares, rq_weight);
1589
1590         return 0;
1591 }
1592
1593 /*
1594  * Compute the cpu's hierarchical load factor for each task group.
1595  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
1596  * group is a fraction of its parents load.
1597  */
1598 static int tg_load_down(struct task_group *tg, void *data)
1599 {
1600         unsigned long load;
1601         long cpu = (long)data;
1602
1603         if (!tg->parent) {
1604                 load = cpu_rq(cpu)->load.weight;
1605         } else {
1606                 load = tg->parent->cfs_rq[cpu]->h_load;
1607                 load *= tg->cfs_rq[cpu]->shares;
1608                 load /= tg->parent->cfs_rq[cpu]->load.weight + 1;
1609         }
1610
1611         tg->cfs_rq[cpu]->h_load = load;
1612
1613         return 0;
1614 }
1615
1616 static void update_shares(struct sched_domain *sd)
1617 {
1618         u64 now = cpu_clock(raw_smp_processor_id());
1619         s64 elapsed = now - sd->last_update;
1620
1621         if (elapsed >= (s64)(u64)sysctl_sched_shares_ratelimit) {
1622                 sd->last_update = now;
1623                 walk_tg_tree(tg_nop, tg_shares_up, sd);
1624         }
1625 }
1626
1627 static void update_shares_locked(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
1628 {
1629         spin_unlock(&rq->lock);
1630         update_shares(sd);
1631         spin_lock(&rq->lock);
1632 }
1633
1634 static void update_h_load(long cpu)
1635 {
1636         walk_tg_tree(tg_load_down, tg_nop, (void *)cpu);
1637 }
1638
1639 #else
1640
1641 static inline void update_shares(struct sched_domain *sd)
1642 {
1643 }
1644
1645 static inline void update_shares_locked(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
1646 {
1647 }
1648
1649 #endif
1650
1651 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1652
1653 /*
1654  * fair double_lock_balance: Safely acquires both rq->locks in a fair
1655  * way at the expense of forcing extra atomic operations in all
1656  * invocations.  This assures that the double_lock is acquired using the
1657  * same underlying policy as the spinlock_t on this architecture, which
1658  * reduces latency compared to the unfair variant below.  However, it
1659  * also adds more overhead and therefore may reduce throughput.
1660  */
1661 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1662         __releases(this_rq->lock)
1663         __acquires(busiest->lock)
1664         __acquires(this_rq->lock)
1665 {
1666         spin_unlock(&this_rq->lock);
1667         double_rq_lock(this_rq, busiest);
1668
1669         return 1;
1670 }
1671
1672 #else
1673 /*
1674  * Unfair double_lock_balance: Optimizes throughput at the expense of
1675  * latency by eliminating extra atomic operations when the locks are
1676  * already in proper order on entry.  This favors lower cpu-ids and will
1677  * grant the double lock to lower cpus over higher ids under contention,
1678  * regardless of entry order into the function.
1679  */
1680 static int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1681         __releases(this_rq->lock)
1682         __acquires(busiest->lock)
1683         __acquires(this_rq->lock)
1684 {
1685         int ret = 0;
1686
1687         if (unlikely(!spin_trylock(&busiest->lock))) {
1688                 if (busiest < this_rq) {
1689                         spin_unlock(&this_rq->lock);
1690                         spin_lock(&busiest->lock);
1691                         spin_lock_nested(&this_rq->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1692                         ret = 1;
1693                 } else
1694                         spin_lock_nested(&busiest->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1695         }
1696         return ret;
1697 }
1698
1699 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
1700
1701 /*
1702  * double_lock_balance - lock the busiest runqueue, this_rq is locked already.
1703  */
1704 static int double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1705 {
1706         if (unlikely(!irqs_disabled())) {
1707                 /* printk() doesn't work good under rq->lock */
1708                 spin_unlock(&this_rq->lock);
1709                 BUG_ON(1);
1710         }
1711
1712         return _double_lock_balance(this_rq, busiest);
1713 }
1714
1715 static inline void double_unlock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1716         __releases(busiest->lock)
1717 {
1718         spin_unlock(&busiest->lock);
1719         lock_set_subclass(&this_rq->lock.dep_map, 0, _RET_IP_);
1720 }
1721 #endif
1722
1723 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1724 static void cfs_rq_set_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long shares)
1725 {
1726 #ifdef CONFIG_SMP
1727         cfs_rq->shares = shares;
1728 #endif
1729 }
1730 #endif
1731
1732 static void calc_load_account_active(struct rq *this_rq);
1733
1734 #include "sched_stats.h"
1735 #include "sched_idletask.c"
1736 #include "sched_fair.c"
1737 #include "sched_rt.c"
1738 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1739 # include "sched_debug.c"
1740 #endif
1741
1742 #define sched_class_highest (&rt_sched_class)
1743 #define for_each_class(class) \
1744    for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
1745
1746 static void inc_nr_running(struct rq *rq)
1747 {
1748         rq->nr_running++;
1749 }
1750
1751 static void dec_nr_running(struct rq *rq)
1752 {
1753         rq->nr_running--;
1754 }
1755
1756 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
1757 {
1758         if (task_has_rt_policy(p)) {
1759                 p->se.load.weight = prio_to_weight[0] * 2;
1760                 p->se.load.inv_weight = prio_to_wmult[0] >> 1;
1761                 return;
1762         }
1763
1764         /*
1765          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
1766          */
1767         if (p->policy == SCHED_IDLE) {
1768                 p->se.load.weight = WEIGHT_IDLEPRIO;
1769                 p->se.load.inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
1770                 return;
1771         }
1772
1773         p->se.load.weight = prio_to_weight[p->static_prio - MAX_RT_PRIO];
1774         p->se.load.inv_weight = prio_to_wmult[p->static_prio - MAX_RT_PRIO];
1775 }
1776
1777 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1778 {
1779         s64 diff = sample - *avg;
1780         *avg += diff >> 3;
1781 }
1782
1783 static void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1784 {
1785         if (wakeup)
1786                 p->se.start_runtime = p->se.sum_exec_runtime;
1787
1788         sched_info_queued(p);
1789         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, wakeup);
1790         p->se.on_rq = 1;
1791 }
1792
1793 static void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1794 {
1795         if (sleep) {
1796                 if (p->se.last_wakeup) {
1797                         update_avg(&p->se.avg_overlap,
1798                                 p->se.sum_exec_runtime - p->se.last_wakeup);
1799                         p->se.last_wakeup = 0;
1800                 } else {
1801                         update_avg(&p->se.avg_wakeup,
1802                                 sysctl_sched_wakeup_granularity);
1803                 }
1804         }
1805
1806         sched_info_dequeued(p);
1807         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, sleep);
1808         p->se.on_rq = 0;
1809 }
1810
1811 /*
1812  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
1813  */
1814 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
1815 {
1816         return p->static_prio;
1817 }
1818
1819 /*
1820  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
1821  * without taking RT-inheritance into account. Might be
1822  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
1823  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
1824  * estimator recalculates.
1825  */
1826 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
1827 {
1828         int prio;
1829
1830         if (task_has_rt_policy(p))
1831                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
1832         else
1833                 prio = __normal_prio(p);
1834         return prio;
1835 }
1836
1837 /*
1838  * Calculate the current priority, i.e. the priority
1839  * taken into account by the scheduler. This value might
1840  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
1841  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
1842  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
1843  */
1844 static int effective_prio(struct task_struct *p)
1845 {
1846         p->normal_prio = normal_prio(p);
1847         /*
1848          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
1849          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
1850          * to the normal priority:
1851          */
1852         if (!rt_prio(p->prio))
1853                 return p->normal_prio;
1854         return p->prio;
1855 }
1856
1857 /*
1858  * activate_task - move a task to the runqueue.
1859  */
1860 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1861 {
1862         if (task_contributes_to_load(p))
1863                 rq->nr_uninterruptible--;
1864
1865         enqueue_task(rq, p, wakeup);
1866         inc_nr_running(rq);
1867 }
1868
1869 /*
1870  * deactivate_task - remove a task from the runqueue.
1871  */
1872 static void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1873 {
1874         if (task_contributes_to_load(p))
1875                 rq->nr_uninterruptible++;
1876
1877         dequeue_task(rq, p, sleep);
1878         dec_nr_running(rq);
1879 }
1880
1881 /**
1882  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
1883  * @p: the task in question.
1884  */
1885 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1886 {
1887         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1888 }
1889
1890 static inline void __set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
1891 {
1892         set_task_rq(p, cpu);
1893 #ifdef CONFIG_SMP
1894         /*
1895          * After ->cpu is set up to a new value, task_rq_lock(p, ...) can be
1896          * successfuly executed on another CPU. We must ensure that updates of
1897          * per-task data have been completed by this moment.
1898          */
1899         smp_wmb();
1900         task_thread_info(p)->cpu = cpu;
1901 #endif
1902 }
1903
1904 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1905                                        const struct sched_class *prev_class,
1906                                        int oldprio, int running)
1907 {
1908         if (prev_class != p->sched_class) {
1909                 if (prev_class->switched_from)
1910                         prev_class->switched_from(rq, p, running);
1911                 p->sched_class->switched_to(rq, p, running);
1912         } else
1913                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio, running);
1914 }
1915
1916 #ifdef CONFIG_SMP
1917
1918 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
1919 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
1920 {
1921         return cpu_rq(cpu)->load.weight;
1922 }
1923
1924 /*
1925  * Is this task likely cache-hot:
1926  */
1927 static int
1928 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
1929 {
1930         s64 delta;
1931
1932         /*
1933          * Buddy candidates are cache hot:
1934          */
1935         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) &&
1936                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
1937                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
1938                 return 1;
1939
1940         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
1941                 return 0;
1942
1943         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
1944                 return 1;
1945         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
1946                 return 0;
1947
1948         delta = now - p->se.exec_start;
1949
1950         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
1951 }
1952
1953
1954 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1955 {
1956         int old_cpu = task_cpu(p);
1957         struct rq *old_rq = cpu_rq(old_cpu), *new_rq = cpu_rq(new_cpu);
1958         struct cfs_rq *old_cfsrq = task_cfs_rq(p),
1959                       *new_cfsrq = cpu_cfs_rq(old_cfsrq, new_cpu);
1960         u64 clock_offset;
1961
1962         clock_offset = old_rq->clock - new_rq->clock;
1963
1964         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1965
1966 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1967         if (p->se.wait_start)
1968                 p->se.wait_start -= clock_offset;
1969         if (p->se.sleep_start)
1970                 p->se.sleep_start -= clock_offset;
1971         if (p->se.block_start)
1972                 p->se.block_start -= clock_offset;
1973 #endif
1974         if (old_cpu != new_cpu) {
1975                 p->se.nr_migrations++;
1976                 new_rq->nr_migrations_in++;
1977 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1978                 if (task_hot(p, old_rq->clock, NULL))
1979                         schedstat_inc(p, se.nr_forced2_migrations);
1980 #endif
1981                 perf_counter_task_migration(p, new_cpu);
1982         }
1983         p->se.vruntime -= old_cfsrq->min_vruntime -
1984                                          new_cfsrq->min_vruntime;
1985
1986         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1987 }
1988
1989 struct migration_req {
1990         struct list_head list;
1991
1992         struct task_struct *task;
1993         int dest_cpu;
1994
1995         struct completion done;
1996 };
1997
1998 /*
1999  * The task's runqueue lock must be held.
2000  * Returns true if you have to wait for migration thread.
2001  */
2002 static int
2003 migrate_task(struct task_struct *p, int dest_cpu, struct migration_req *req)
2004 {
2005         struct rq *rq = task_rq(p);
2006
2007         /*
2008          * If the task is not on a runqueue (and not running), then
2009          * it is sufficient to simply update the task's cpu field.
2010          */
2011         if (!p->se.on_rq && !task_running(rq, p)) {
2012                 set_task_cpu(p, dest_cpu);
2013                 return 0;
2014         }
2015
2016         init_completion(&req->done);
2017         req->task = p;
2018         req->dest_cpu = dest_cpu;
2019         list_add(&req->list, &rq->migration_queue);
2020
2021         return 1;
2022 }
2023
2024 /*
2025  * wait_task_context_switch -   wait for a thread to complete at least one
2026  *                              context switch.
2027  *
2028  * @p must not be current.
2029  */
2030 void wait_task_context_switch(struct task_struct *p)
2031 {
2032         unsigned long nvcsw, nivcsw, flags;
2033         int running;
2034         struct rq *rq;
2035
2036         nvcsw   = p->nvcsw;
2037         nivcsw  = p->nivcsw;
2038         for (;;) {
2039                 /*
2040                  * The runqueue is assigned before the actual context
2041                  * switch. We need to take the runqueue lock.
2042                  *
2043                  * We could check initially without the lock but it is
2044                  * very likely that we need to take the lock in every
2045                  * iteration.
2046                  */
2047                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
2048                 running = task_running(rq, p);
2049                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2050
2051                 if (likely(!running))
2052                         break;
2053                 /*
2054                  * The switch count is incremented before the actual
2055                  * context switch. We thus wait for two switches to be
2056                  * sure at least one completed.
2057                  */
2058                 if ((p->nvcsw - nvcsw) > 1)
2059                         break;
2060                 if ((p->nivcsw - nivcsw) > 1)
2061                         break;
2062
2063                 cpu_relax();
2064         }
2065 }
2066
2067 /*
2068  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
2069  *
2070  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
2071  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
2072  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
2073  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
2074  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
2075  * @p has remained unscheduled the whole time.
2076  *
2077  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
2078  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
2079  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
2080  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
2081  * waiting to become inactive.
2082  */
2083 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
2084 {
2085         unsigned long flags;
2086         int running, on_rq;
2087         unsigned long ncsw;
2088         struct rq *rq;
2089
2090         for (;;) {
2091                 /*
2092                  * We do the initial early heuristics without holding
2093                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
2094                  * the runqueue lock when things look like they will
2095                  * work out!
2096                  */
2097                 rq = task_rq(p);
2098
2099                 /*
2100                  * If the task is actively running on another CPU
2101                  * still, just relax and busy-wait without holding
2102                  * any locks.
2103                  *
2104                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
2105                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
2106                  * But we don't care, since "task_running()" will
2107                  * return false if the runqueue has changed and p
2108                  * is actually now running somewhere else!
2109                  */
2110                 while (task_running(rq, p)) {
2111                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
2112                                 return 0;
2113                         cpu_relax();
2114                 }
2115
2116                 /*
2117                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
2118                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
2119                  * just go back and repeat.
2120                  */
2121                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
2122                 trace_sched_wait_task(rq, p);
2123                 running = task_running(rq, p);
2124                 on_rq = p->se.on_rq;
2125                 ncsw = 0;
2126                 if (!match_state || p->state == match_state)
2127                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
2128                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2129
2130                 /*
2131                  * If it changed from the expected state, bail out now.
2132                  */
2133                 if (unlikely(!ncsw))
2134                         break;
2135
2136                 /*
2137                  * Was it really running after all now that we
2138                  * checked with the proper locks actually held?
2139                  *
2140                  * Oops. Go back and try again..
2141                  */
2142                 if (unlikely(running)) {
2143                         cpu_relax();
2144                         continue;
2145                 }
2146
2147                 /*
2148                  * It's not enough that it's not actively running,
2149                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
2150                  * preempted!
2151                  *
2152                  * So if it was still runnable (but just not actively
2153                  * running right now), it's preempted, and we should
2154                  * yield - it could be a while.
2155                  */
2156                 if (unlikely(on_rq)) {
2157                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
2158                         continue;
2159                 }
2160
2161                 /*
2162                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
2163                  * runnable, which means that it will never become
2164                  * running in the future either. We're all done!
2165                  */
2166                 break;
2167         }
2168
2169         return ncsw;
2170 }
2171
2172 /***
2173  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
2174  * @p: the to-be-kicked thread
2175  *
2176  * Cause a process which is running on another CPU to enter
2177  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
2178  *
2179  * NOTE: this function doesnt have to take the runqueue lock,
2180  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
2181  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
2182  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
2183  * achieved as well.
2184  */
2185 void kick_process(struct task_struct *p)
2186 {
2187         int cpu;
2188
2189         preempt_disable();
2190         cpu = task_cpu(p);
2191         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
2192                 smp_send_reschedule(cpu);
2193         preempt_enable();
2194 }
2195 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
2196
2197 /*
2198  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
2199  * according to the scheduling class and "nice" value.
2200  *
2201  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
2202  * balance conservatively.
2203  */
2204 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
2205 {
2206         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2207         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
2208
2209         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
2210                 return total;
2211
2212         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
2213 }
2214
2215 /*
2216  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
2217  * according to the scheduling class and "nice" value.
2218  */
2219 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
2220 {
2221         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2222         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
2223
2224         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
2225                 return total;
2226
2227         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
2228 }
2229
2230 /*
2231  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
2232  * domain.
2233  */
2234 static struct sched_group *
2235 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int this_cpu)
2236 {
2237         struct sched_group *idlest = NULL, *this = NULL, *group = sd->groups;
2238         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
2239         int load_idx = sd->forkexec_idx;
2240         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
2241
2242         do {
2243                 unsigned long load, avg_load;
2244                 int local_group;
2245                 int i;
2246
2247                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
2248                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
2249                                         &p->cpus_allowed))
2250                         continue;
2251
2252                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
2253                                                sched_group_cpus(group));
2254
2255                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
2256                 avg_load = 0;
2257
2258                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
2259                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
2260                         if (local_group)
2261                                 load = source_load(i, load_idx);
2262                         else
2263                                 load = target_load(i, load_idx);
2264
2265                         avg_load += load;
2266                 }
2267
2268                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
2269                 avg_load = sg_div_cpu_power(group,
2270                                 avg_load * SCHED_LOAD_SCALE);
2271
2272                 if (local_group) {
2273                         this_load = avg_load;
2274                         this = group;
2275                 } else if (avg_load < min_load) {
2276                         min_load = avg_load;
2277                         idlest = group;
2278                 }
2279         } while (group = group->next, group != sd->groups);
2280
2281         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
2282                 return NULL;
2283         return idlest;
2284 }
2285
2286 /*
2287  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
2288  */
2289 static int
2290 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
2291 {
2292         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
2293         int idlest = -1;
2294         int i;
2295
2296         /* Traverse only the allowed CPUs */
2297         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), &p->cpus_allowed) {
2298                 load = weighted_cpuload(i);
2299
2300                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
2301                         min_load = load;
2302                         idlest = i;
2303                 }
2304         }
2305
2306         return idlest;
2307 }
2308
2309 /*
2310  * sched_balance_self: balance the current task (running on cpu) in domains
2311  * that have the 'flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_FORK and
2312  * SD_BALANCE_EXEC.
2313  *
2314  * Balance, ie. select the least loaded group.
2315  *
2316  * Returns the target CPU number, or the same CPU if no balancing is needed.
2317  *
2318  * preempt must be disabled.
2319  */
2320 static int sched_balance_self(int cpu, int flag)
2321 {
2322         struct task_struct *t = current;
2323         struct sched_domain *tmp, *sd = NULL;
2324
2325         for_each_domain(cpu, tmp) {
2326                 /*
2327                  * If power savings logic is enabled for a domain, stop there.
2328                  */
2329                 if (tmp->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE)
2330                         break;
2331                 if (tmp->flags & flag)
2332                         sd = tmp;
2333         }
2334
2335         if (sd)
2336                 update_shares(sd);
2337
2338         while (sd) {
2339                 struct sched_group *group;
2340                 int new_cpu, weight;
2341
2342                 if (!(sd->flags & flag)) {
2343                         sd = sd->child;
2344                         continue;
2345                 }
2346
2347                 group = find_idlest_group(sd, t, cpu);
2348                 if (!group) {
2349                         sd = sd->child;
2350                         continue;
2351                 }
2352
2353                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, t, cpu);
2354                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
2355                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
2356                         sd = sd->child;
2357                         continue;
2358                 }
2359
2360                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
2361                 cpu = new_cpu;
2362                 weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
2363                 sd = NULL;
2364                 for_each_domain(cpu, tmp) {
2365                         if (weight <= cpumask_weight(sched_domain_span(tmp)))
2366                                 break;
2367                         if (tmp->flags & flag)
2368                                 sd = tmp;
2369                 }
2370                 /* while loop will break here if sd == NULL */
2371         }
2372
2373         return cpu;
2374 }
2375
2376 #endif /* CONFIG_SMP */
2377
2378 /**
2379  * task_oncpu_function_call - call a function on the cpu on which a task runs
2380  * @p:          the task to evaluate
2381  * @func:       the function to be called
2382  * @info:       the function call argument
2383  *
2384  * Calls the function @func when the task is currently running. This might
2385  * be on the current CPU, which just calls the function directly
2386  */
2387 void task_oncpu_function_call(struct task_struct *p,
2388                               void (*func) (void *info), void *info)
2389 {
2390         int cpu;
2391
2392         preempt_disable();
2393         cpu = task_cpu(p);
2394         if (task_curr(p))
2395                 smp_call_function_single(cpu, func, info, 1);
2396         preempt_enable();
2397 }
2398
2399 /***
2400  * try_to_wake_up - wake up a thread
2401  * @p: the to-be-woken-up thread
2402  * @state: the mask of task states that can be woken
2403  * @sync: do a synchronous wakeup?
2404  *
2405  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
2406  * thread is always on the run-queue (except when the actual
2407  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
2408  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
2409  * runnable without the overhead of this.
2410  *
2411  * returns failure only if the task is already active.
2412  */
2413 static int try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int sync)
2414 {
2415         int cpu, orig_cpu, this_cpu, success = 0;
2416         unsigned long flags;
2417         long old_state;
2418         struct rq *rq;
2419
2420         if (!sched_feat(SYNC_WAKEUPS))
2421                 sync = 0;
2422
2423 #ifdef CONFIG_SMP
2424         if (sched_feat(LB_WAKEUP_UPDATE) && !root_task_group_empty()) {
2425                 struct sched_domain *sd;
2426
2427                 this_cpu = raw_smp_processor_id();
2428                 cpu = task_cpu(p);
2429
2430                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
2431                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2432                                 update_shares(sd);
2433                                 break;
2434                         }
2435                 }
2436         }
2437 #endif
2438
2439         smp_wmb();
2440         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2441         update_rq_clock(rq);
2442         old_state = p->state;
2443         if (!(old_state & state))
2444                 goto out;
2445
2446         if (p->se.on_rq)
2447                 goto out_running;
2448
2449         cpu = task_cpu(p);
2450         orig_cpu = cpu;
2451         this_cpu = smp_processor_id();
2452
2453 #ifdef CONFIG_SMP
2454         if (unlikely(task_running(rq, p)))
2455                 goto out_activate;
2456
2457         cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, sync);
2458         if (cpu != orig_cpu) {
2459                 set_task_cpu(p, cpu);
2460                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2461                 /* might preempt at this point */
2462                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
2463                 old_state = p->state;
2464                 if (!(old_state & state))
2465                         goto out;
2466                 if (p->se.on_rq)
2467                         goto out_running;
2468
2469                 this_cpu = smp_processor_id();
2470                 cpu = task_cpu(p);
2471         }
2472
2473 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2474         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
2475         if (cpu == this_cpu)
2476                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
2477         else {
2478                 struct sched_domain *sd;
2479                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
2480                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2481                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
2482                                 break;
2483                         }
2484                 }
2485         }
2486 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2487
2488 out_activate:
2489 #endif /* CONFIG_SMP */
2490         schedstat_inc(p, se.nr_wakeups);
2491         if (sync)
2492                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_sync);
2493         if (orig_cpu != cpu)
2494                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_migrate);
2495         if (cpu == this_cpu)
2496                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_local);
2497         else
2498                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_remote);
2499         activate_task(rq, p, 1);
2500         success = 1;
2501
2502         /*
2503          * Only attribute actual wakeups done by this task.
2504          */
2505         if (!in_interrupt()) {
2506                 struct sched_entity *se = &current->se;
2507                 u64 sample = se->sum_exec_runtime;
2508
2509                 if (se->last_wakeup)
2510                         sample -= se->last_wakeup;
2511                 else
2512                         sample -= se->start_runtime;
2513                 update_avg(&se->avg_wakeup, sample);
2514
2515                 se->last_wakeup = se->sum_exec_runtime;
2516         }
2517
2518 out_running:
2519         trace_sched_wakeup(rq, p, success);
2520         check_preempt_curr(rq, p, sync);
2521
2522         p->state = TASK_RUNNING;
2523 #ifdef CONFIG_SMP
2524         if (p->sched_class->task_wake_up)
2525                 p->sched_class->task_wake_up(rq, p);
2526 #endif
2527 out:
2528         task_rq_unlock(rq, &flags);
2529
2530         return success;
2531 }
2532
2533 /**
2534  * wake_up_process - Wake up a specific process
2535  * @p: The process to be woken up.
2536  *
2537  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2538  * processes.  Returns 1 if the process was woken up, 0 if it was already
2539  * running.
2540  *
2541  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
2542  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
2543  */
2544 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2545 {
2546         return try_to_wake_up(p, TASK_ALL, 0);
2547 }
2548 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2549
2550 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2551 {
2552         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2553 }
2554
2555 /*
2556  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2557  * p is forked by current.
2558  *
2559  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2560  */
2561 static void __sched_fork(struct task_struct *p)
2562 {
2563         p->se.exec_start                = 0;
2564         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2565         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2566         p->se.nr_migrations             = 0;
2567         p->se.last_wakeup               = 0;
2568         p->se.avg_overlap               = 0;
2569         p->se.start_runtime             = 0;
2570         p->se.avg_wakeup                = sysctl_sched_wakeup_granularity;
2571
2572 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2573         p->se.wait_start                = 0;
2574         p->se.sum_sleep_runtime         = 0;
2575         p->se.sleep_start               = 0;
2576         p->se.block_start               = 0;
2577         p->se.sleep_max                 = 0;
2578         p->se.block_max                 = 0;
2579         p->se.exec_max                  = 0;
2580         p->se.slice_max                 = 0;
2581         p->se.wait_max                  = 0;
2582 #endif
2583
2584         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2585         p->se.on_rq = 0;
2586         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2587
2588 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2589         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2590 #endif
2591
2592         /*
2593          * We mark the process as running here, but have not actually
2594          * inserted it onto the runqueue yet. This guarantees that
2595          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2596          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2597          */
2598         p->state = TASK_RUNNING;
2599 }
2600
2601 /*
2602  * fork()/clone()-time setup:
2603  */
2604 void sched_fork(struct task_struct *p, int clone_flags)
2605 {
2606         int cpu = get_cpu();
2607
2608         __sched_fork(p);
2609
2610 #ifdef CONFIG_SMP
2611         cpu = sched_balance_self(cpu, SD_BALANCE_FORK);
2612 #endif
2613         set_task_cpu(p, cpu);
2614
2615         /*
2616          * Revert to default priority/policy on fork if requested. Make sure we
2617          * do not leak PI boosting priority to the child.
2618          */
2619         if (current->sched_reset_on_fork &&
2620                         (p->policy == SCHED_FIFO || p->policy == SCHED_RR))
2621                 p->policy = SCHED_NORMAL;
2622
2623         if (current->sched_reset_on_fork &&
2624                         (current->normal_prio < DEFAULT_PRIO))
2625                 p->prio = DEFAULT_PRIO;
2626         else
2627                 p->prio = current->normal_prio;
2628
2629         if (!rt_prio(p->prio))
2630                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2631
2632         /*
2633          * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2634          * fulfilled its duty:
2635          */
2636         p->sched_reset_on_fork = 0;
2637
2638 #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)
2639         if (likely(sched_info_on()))
2640                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2641 #endif
2642 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(__ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW)
2643         p->oncpu = 0;
2644 #endif
2645 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2646         /* Want to start with kernel preemption disabled. */
2647         task_thread_info(p)->preempt_count = 1;
2648 #endif
2649         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2650
2651         put_cpu();
2652 }
2653
2654 /*
2655  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2656  *
2657  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2658  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2659  * on the runqueue and wakes it.
2660  */
2661 void wake_up_new_task(struct task_struct *p, unsigned long clone_flags)
2662 {
2663         unsigned long flags;
2664         struct rq *rq;
2665
2666         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2667         BUG_ON(p->state != TASK_RUNNING);
2668         update_rq_clock(rq);
2669
2670         p->prio = effective_prio(p);
2671
2672         if (!p->sched_class->task_new || !current->se.on_rq) {
2673                 activate_task(rq, p, 0);
2674         } else {
2675                 /*
2676                  * Let the scheduling class do new task startup
2677                  * management (if any):
2678                  */
2679                 p->sched_class->task_new(rq, p);
2680                 inc_nr_running(rq);
2681         }
2682         trace_sched_wakeup_new(rq, p, 1);
2683         check_preempt_curr(rq, p, 0);
2684 #ifdef CONFIG_SMP
2685         if (p->sched_class->task_wake_up)
2686                 p->sched_class->task_wake_up(rq, p);
2687 #endif
2688         task_rq_unlock(rq, &flags);
2689 }
2690
2691 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2692
2693 /**
2694  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2695  * @notifier: notifier struct to register
2696  */
2697 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2698 {
2699         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2700 }
2701 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2702
2703 /**
2704  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2705  * @notifier: notifier struct to unregister
2706  *
2707  * This is safe to call from within a preemption notifier.
2708  */
2709 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2710 {
2711         hlist_del(&notifier->link);
2712 }
2713 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2714
2715 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2716 {
2717         struct preempt_notifier *notifier;
2718         struct hlist_node *node;
2719
2720         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2721                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2722 }
2723
2724 static void
2725 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2726                                  struct task_struct *next)
2727 {
2728         struct preempt_notifier *notifier;
2729         struct hlist_node *node;
2730
2731         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2732                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2733 }
2734
2735 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2736
2737 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2738 {
2739 }
2740
2741 static void
2742 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2743                                  struct task_struct *next)
2744 {
2745 }
2746
2747 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2748
2749 /**
2750  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2751  * @rq: the runqueue preparing to switch
2752  * @prev: the current task that is being switched out
2753  * @next: the task we are going to switch to.
2754  *
2755  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2756  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2757  * switch.
2758  *
2759  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2760  * hooks.
2761  */
2762 static inline void
2763 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2764                     struct task_struct *next)
2765 {
2766         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2767         prepare_lock_switch(rq, next);
2768         prepare_arch_switch(next);
2769 }
2770
2771 /**
2772  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2773  * @rq: runqueue associated with task-switch
2774  * @prev: the thread we just switched away from.
2775  *
2776  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2777  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2778  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2779  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2780  *
2781  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2782  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2783  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2784  * details.)
2785  */
2786 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2787         __releases(rq->lock)
2788 {
2789         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2790         long prev_state;
2791 #ifdef CONFIG_SMP
2792         int post_schedule = 0;
2793
2794         if (current->sched_class->needs_post_schedule)
2795                 post_schedule = current->sched_class->needs_post_schedule(rq);
2796 #endif
2797
2798         rq->prev_mm = NULL;
2799
2800         /*
2801          * A task struct has one reference for the use as "current".
2802          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2803          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2804          * the scheduled task must drop that reference.
2805          * The test for TASK_DEAD must occur while the runqueue locks are
2806          * still held, otherwise prev could be scheduled on another cpu, die
2807          * there before we look at prev->state, and then the reference would
2808          * be dropped twice.
2809          *              Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
2810          */
2811         prev_state = prev->state;
2812         finish_arch_switch(prev);
2813         perf_counter_task_sched_in(current, cpu_of(rq));
2814         finish_lock_switch(rq, prev);
2815 #ifdef CONFIG_SMP
2816         if (post_schedule)
2817                 current->sched_class->post_schedule(rq);
2818 #endif
2819
2820         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2821         if (mm)
2822                 mmdrop(mm);
2823         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2824                 /*
2825                  * Remove function-return probe instances associated with this
2826                  * task and put them back on the free list.
2827                  */
2828                 kprobe_flush_task(prev);
2829                 put_task_struct(prev);
2830         }
2831 }
2832
2833 /**
2834  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2835  * @prev: the thread we just switched away from.
2836  */
2837 asmlinkage void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2838         __releases(rq->lock)
2839 {
2840         struct rq *rq = this_rq();
2841
2842         finish_task_switch(rq, prev);
2843 #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2844         /* In this case, finish_task_switch does not reenable preemption */
2845         preempt_enable();
2846 #endif
2847         if (current->set_child_tid)
2848                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2849 }
2850
2851 /*
2852  * context_switch - switch to the new MM and the new
2853  * thread's register state.
2854  */
2855 static inline void
2856 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2857                struct task_struct *next)
2858 {
2859         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2860
2861         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2862         trace_sched_switch(rq, prev, next);
2863         mm = next->mm;
2864         oldmm = prev->active_mm;
2865         /*
2866          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2867          * combine the page table reload and the switch backend into
2868          * one hypercall.
2869          */
2870         arch_start_context_switch(prev);
2871
2872         if (unlikely(!mm)) {
2873                 next->active_mm = oldmm;
2874                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
2875                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2876         } else
2877                 switch_mm(oldmm, mm, next);
2878
2879         if (unlikely(!prev->mm)) {
2880                 prev->active_mm = NULL;
2881                 rq->prev_mm = oldmm;
2882         }
2883         /*
2884          * Since the runqueue lock will be released by the next
2885          * task (which is an invalid locking op but in the case
2886          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2887          * do an early lockdep release here:
2888          */
2889 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2890         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2891 #endif
2892
2893         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2894         switch_to(prev, next, prev);
2895
2896         barrier();
2897         /*
2898          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
2899          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
2900          * frame will be invalid.
2901          */
2902         finish_task_switch(this_rq(), prev);
2903 }
2904
2905 /*
2906  * nr_running, nr_uninterruptible and nr_context_switches:
2907  *
2908  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2909  * threads, current number of uninterruptible-sleeping threads, total
2910  * number of context switches performed since bootup.
2911  */
2912 unsigned long nr_running(void)
2913 {
2914         unsigned long i, sum = 0;
2915
2916         for_each_online_cpu(i)
2917                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2918
2919         return sum;
2920 }
2921
2922 unsigned long nr_uninterruptible(void)
2923 {
2924         unsigned long i, sum = 0;
2925
2926         for_each_possible_cpu(i)
2927                 sum += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
2928
2929         /*
2930          * Since we read the counters lockless, it might be slightly
2931          * inaccurate. Do not allow it to go below zero though:
2932          */
2933         if (unlikely((long)sum < 0))
2934                 sum = 0;
2935
2936         return sum;
2937 }
2938
2939 unsigned long long nr_context_switches(void)
2940 {
2941         int i;
2942         unsigned long long sum = 0;
2943
2944         for_each_possible_cpu(i)
2945                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2946
2947         return sum;
2948 }
2949
2950 unsigned long nr_iowait(void)
2951 {
2952         unsigned long i, sum = 0;
2953
2954         for_each_possible_cpu(i)
2955                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2956
2957         return sum;
2958 }
2959
2960 /* Variables and functions for calc_load */
2961 static atomic_long_t calc_load_tasks;
2962 static unsigned long calc_load_update;
2963 unsigned long avenrun[3];
2964 EXPORT_SYMBOL(avenrun);
2965
2966 /**
2967  * get_avenrun - get the load average array
2968  * @loads:      pointer to dest load array
2969  * @offset:     offset to add
2970  * @shift:      shift count to shift the result left
2971  *
2972  * These values are estimates at best, so no need for locking.
2973  */
2974 void get_avenrun(unsigned long *loads, unsigned long offset, int shift)
2975 {
2976         loads[0] = (avenrun[0] + offset) << shift;
2977         loads[1] = (avenrun[1] + offset) << shift;
2978         loads[2] = (avenrun[2] + offset) << shift;
2979 }
2980
2981 static unsigned long
2982 calc_load(unsigned long load, unsigned long exp, unsigned long active)
2983 {
2984         load *= exp;
2985         load += active * (FIXED_1 - exp);
2986         return load >> FSHIFT;
2987 }
2988
2989 /*
2990  * calc_load - update the avenrun load estimates 10 ticks after the
2991  * CPUs have updated calc_load_tasks.
2992  */
2993 void calc_global_load(void)
2994 {
2995         unsigned long upd = calc_load_update + 10;
2996         long active;
2997
2998         if (time_before(jiffies, upd))
2999                 return;
3000
3001         active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
3002         active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
3003
3004         avenrun[0] = calc_load(avenrun[0], EXP_1, active);
3005         avenrun[1] = calc_load(avenrun[1], EXP_5, active);
3006         avenrun[2] = calc_load(avenrun[2], EXP_15, active);
3007
3008         calc_load_update += LOAD_FREQ;
3009 }
3010
3011 /*
3012  * Either called from update_cpu_load() or from a cpu going idle
3013  */
3014 static void calc_load_account_active(struct rq *this_rq)
3015 {
3016         long nr_active, delta;
3017
3018         nr_active = this_rq->nr_running;
3019         nr_active += (long) this_rq->nr_uninterruptible;
3020
3021         if (nr_active != this_rq->calc_load_active) {
3022                 delta = nr_active - this_rq->calc_load_active;
3023                 this_rq->calc_load_active = nr_active;
3024                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
3025         }
3026 }
3027
3028 /*
3029  * Externally visible per-cpu scheduler statistics:
3030  * cpu_nr_migrations(cpu) - number of migrations into that cpu
3031  */
3032 u64 cpu_nr_migrations(int cpu)
3033 {
3034         return cpu_rq(cpu)->nr_migrations_in;
3035 }
3036
3037 /*
3038  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
3039  * scheduler tick (TICK_NSEC).
3040  */
3041 static void update_cpu_load(struct rq *this_rq)
3042 {
3043         unsigned long this_load = this_rq->load.weight;
3044         int i, scale;
3045
3046         this_rq->nr_load_updates++;
3047
3048         /* Update our load: */
3049         for (i = 0, scale = 1; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
3050                 unsigned long old_load, new_load;
3051
3052                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
3053
3054                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
3055                 new_load = this_load;
3056                 /*
3057                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
3058                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
3059                  * example.
3060                  */
3061                 if (new_load > old_load)
3062                         new_load += scale-1;
3063                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load*(scale-1) + new_load) >> i;
3064         }
3065
3066         if (time_after_eq(jiffies, this_rq->calc_load_update)) {
3067                 this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
3068                 calc_load_account_active(this_rq);
3069         }
3070 }
3071
3072 #ifdef CONFIG_SMP
3073
3074 /*
3075  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
3076  *
3077  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
3078  * you need to do so manually before calling.
3079  */
3080 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
3081         __acquires(rq1->lock)
3082         __acquires(rq2->lock)
3083 {
3084         BUG_ON(!irqs_disabled());
3085         if (rq1 == rq2) {
3086                 spin_lock(&rq1->lock);
3087                 __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
3088         } else {
3089                 if (rq1 < rq2) {
3090                         spin_lock(&rq1->lock);
3091                         spin_lock_nested(&rq2->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
3092                 } else {
3093                         spin_lock(&rq2->lock);
3094                         spin_lock_nested(&rq1->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
3095                 }
3096         }
3097         update_rq_clock(rq1);
3098         update_rq_clock(rq2);
3099 }
3100
3101 /*
3102  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
3103  *
3104  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
3105  * you need to do so manually after calling.
3106  */
3107 static void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
3108         __releases(rq1->lock)
3109         __releases(rq2->lock)
3110 {
3111         spin_unlock(&rq1->lock);
3112         if (rq1 != rq2)
3113                 spin_unlock(&rq2->lock);
3114         else
3115                 __release(rq2->lock);
3116 }
3117
3118 /*
3119  * If dest_cpu is allowed for this process, migrate the task to it.
3120  * This is accomplished by forcing the cpu_allowed mask to only
3121  * allow dest_cpu, which will force the cpu onto dest_cpu. Then
3122  * the cpu_allowed mask is restored.
3123  */
3124 static void sched_migrate_task(struct task_struct *p, int dest_cpu)
3125 {
3126         struct migration_req req;
3127         unsigned long flags;
3128         struct rq *rq;
3129
3130         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3131         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed)
3132             || unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
3133                 goto out;
3134
3135         /* force the process onto the specified CPU */
3136         if (migrate_task(p, dest_cpu, &req)) {
3137                 /* Need to wait for migration thread (might exit: take ref). */
3138                 struct task_struct *mt = rq->migration_thread;
3139
3140                 get_task_struct(mt);
3141                 task_rq_unlock(rq, &flags);
3142                 wake_up_process(mt);
3143                 put_task_struct(mt);
3144                 wait_for_completion(&req.done);
3145
3146                 return;
3147         }
3148 out:
3149         task_rq_unlock(rq, &flags);
3150 }
3151
3152 /*
3153  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
3154  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
3155  */
3156 void sched_exec(void)
3157 {
3158         int new_cpu, this_cpu = get_cpu();
3159         new_cpu = sched_balance_self(this_cpu, SD_BALANCE_EXEC);
3160         put_cpu();
3161         if (new_cpu != this_cpu)
3162                 sched_migrate_task(current, new_cpu);
3163 }
3164
3165 /*
3166  * pull_task - move a task from a remote runqueue to the local runqueue.
3167  * Both runqueues must be locked.
3168  */
3169 static void pull_task(struct rq *src_rq, struct task_struct *p,
3170                       struct rq *this_rq, int this_cpu)
3171 {
3172         deactivate_task(src_rq, p, 0);
3173         set_task_cpu(p, this_cpu);
3174         activate_task(this_rq, p, 0);
3175         /*
3176          * Note that idle threads have a prio of MAX_PRIO, for this test
3177          * to be always true for them.
3178          */
3179         check_preempt_curr(this_rq, p, 0);
3180 }
3181
3182 /*
3183  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
3184  */
3185 static
3186 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct rq *rq, int this_cpu,
3187                      struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3188                      int *all_pinned)
3189 {
3190         int tsk_cache_hot = 0;
3191         /*
3192          * We do not migrate tasks that are:
3193          * 1) running (obviously), or
3194          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
3195          * 3) are cache-hot on their current CPU.
3196          */
3197         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &p->cpus_allowed)) {
3198                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_affine);
3199                 return 0;
3200         }
3201         *all_pinned = 0;
3202
3203         if (task_running(rq, p)) {
3204                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_running);
3205                 return 0;
3206         }
3207
3208         /*
3209          * Aggressive migration if:
3210          * 1) task is cache cold, or
3211          * 2) too many balance attempts have failed.
3212          */
3213
3214         tsk_cache_hot = task_hot(p, rq->clock, sd);
3215         if (!tsk_cache_hot ||
3216                 sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries) {
3217 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3218                 if (tsk_cache_hot) {
3219                         schedstat_inc(sd, lb_hot_gained[idle]);
3220                         schedstat_inc(p, se.nr_forced_migrations);
3221                 }
3222 #endif
3223                 return 1;
3224         }
3225
3226         if (tsk_cache_hot) {
3227                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_hot);
3228                 return 0;
3229         }
3230         return 1;
3231 }
3232
3233 static unsigned long
3234 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3235               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
3236               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
3237               int *this_best_prio, struct rq_iterator *iterator)
3238 {
3239         int loops = 0, pulled = 0, pinned = 0;
3240         struct task_struct *p;
3241         long rem_load_move = max_load_move;
3242
3243         if (max_load_move == 0)
3244                 goto out;
3245
3246         pinned = 1;
3247
3248         /*
3249          * Start the load-balancing iterator:
3250          */
3251         p = iterator->start(iterator->arg);
3252 next:
3253         if (!p || loops++ > sysctl_sched_nr_migrate)
3254                 goto out;
3255
3256         if ((p->se.load.weight >> 1) > rem_load_move ||
3257             !can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
3258                 p = iterator->next(iterator->arg);
3259                 goto next;
3260         }
3261
3262         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
3263         pulled++;
3264         rem_load_move -= p->se.load.weight;
3265
3266 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3267         /*
3268          * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible kernels
3269          * will stop after the first task is pulled to minimize the critical
3270          * section.
3271          */
3272         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
3273                 goto out;
3274 #endif
3275
3276         /*
3277          * We only want to steal up to the prescribed amount of weighted load.
3278          */
3279         if (rem_load_move > 0) {
3280                 if (p->prio < *this_best_prio)
3281                         *this_best_prio = p->prio;
3282                 p = iterator->next(iterator->arg);
3283                 goto next;
3284         }
3285 out:
3286         /*
3287          * Right now, this is one of only two places pull_task() is called,
3288          * so we can safely collect pull_task() stats here rather than
3289          * inside pull_task().
3290          */
3291         schedstat_add(sd, lb_gained[idle], pulled);
3292
3293         if (all_pinned)
3294                 *all_pinned = pinned;
3295
3296         return max_load_move - rem_load_move;
3297 }
3298
3299 /*
3300  * move_tasks tries to move up to max_load_move weighted load from busiest to
3301  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
3302  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3303  *
3304  * Called with both runqueues locked.
3305  */
3306 static int move_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3307                       unsigned long max_load_move,
3308                       struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3309                       int *all_pinned)
3310 {
3311         const struct sched_class *class = sched_class_highest;
3312         unsigned long total_load_moved = 0;
3313         int this_best_prio = this_rq->curr->prio;
3314
3315         do {
3316                 total_load_moved +=
3317                         class->load_balance(this_rq, this_cpu, busiest,
3318                                 max_load_move - total_load_moved,
3319                                 sd, idle, all_pinned, &this_best_prio);
3320                 class = class->next;
3321
3322 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3323                 /*
3324                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
3325                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
3326                  * the critical section.
3327                  */
3328                 if (idle == CPU_NEWLY_IDLE && this_rq->nr_running)
3329                         break;
3330 #endif
3331         } while (class && max_load_move > total_load_moved);
3332
3333         return total_load_moved > 0;
3334 }
3335
3336 static int
3337 iter_move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3338                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3339                    struct rq_iterator *iterator)
3340 {
3341         struct task_struct *p = iterator->start(iterator->arg);
3342         int pinned = 0;
3343
3344         while (p) {
3345                 if (can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
3346                         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
3347                         /*
3348                          * Right now, this is only the second place pull_task()
3349                          * is called, so we can safely collect pull_task()
3350                          * stats here rather than inside pull_task().
3351                          */
3352                         schedstat_inc(sd, lb_gained[idle]);
3353
3354                         return 1;
3355                 }
3356                 p = iterator->next(iterator->arg);
3357         }
3358
3359         return 0;
3360 }
3361
3362 /*
3363  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
3364  * part of active balancing operations within "domain".
3365  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3366  *
3367  * Called with both runqueues locked.
3368  */
3369 static int move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3370                          struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle)
3371 {
3372         const struct sched_class *class;
3373
3374         for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
3375                 if (class->move_one_task(this_rq, this_cpu, busiest, sd, idle))
3376                         return 1;
3377
3378         return 0;
3379 }
3380 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
3381 /*
3382  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
3383  *              during load balancing.
3384  */
3385 struct sd_lb_stats {
3386         struct sched_group *busiest; /* Busiest group in this sd */
3387         struct sched_group *this;  /* Local group in this sd */
3388         unsigned long total_load;  /* Total load of all groups in sd */
3389         unsigned long total_pwr;   /*   Total power of all groups in sd */
3390         unsigned long avg_load;    /* Average load across all groups in sd */
3391
3392         /** Statistics of this group */
3393         unsigned long this_load;
3394         unsigned long this_load_per_task;
3395         unsigned long this_nr_running;
3396
3397         /* Statistics of the busiest group */
3398         unsigned long max_load;
3399         unsigned long busiest_load_per_task;
3400         unsigned long busiest_nr_running;
3401
3402         int group_imb; /* Is there imbalance in this sd */
3403 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3404         int power_savings_balance; /* Is powersave balance needed for this sd */
3405         struct sched_group *group_min; /* Least loaded group in sd */
3406         struct sched_group *group_leader; /* Group which relieves group_min */
3407         unsigned long min_load_per_task; /* load_per_task in group_min */
3408         unsigned long leader_nr_running; /* Nr running of group_leader */
3409         unsigned long min_nr_running; /* Nr running of group_min */
3410 #endif
3411 };
3412
3413 /*
3414  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
3415  */
3416 struct sg_lb_stats {
3417         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
3418         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
3419         unsigned long sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
3420         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
3421         unsigned long group_capacity;
3422         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
3423 };
3424
3425 /**
3426  * group_first_cpu - Returns the first cpu in the cpumask of a sched_group.
3427  * @group: The group whose first cpu is to be returned.
3428  */
3429 static inline unsigned int group_first_cpu(struct sched_group *group)
3430 {
3431         return cpumask_first(sched_group_cpus(group));
3432 }
3433
3434 /**
3435  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
3436  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
3437  * @idle: The Idle status of the CPU for whose sd load_icx is obtained.
3438  */
3439 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
3440                                         enum cpu_idle_type idle)
3441 {
3442         int load_idx;
3443
3444         switch (idle) {
3445         case CPU_NOT_IDLE:
3446                 load_idx = sd->busy_idx;
3447                 break;
3448
3449         case CPU_NEWLY_IDLE:
3450                 load_idx = sd->newidle_idx;
3451                 break;
3452         default:
3453                 load_idx = sd->idle_idx;
3454                 break;
3455         }
3456
3457         return load_idx;
3458 }
3459
3460
3461 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3462 /**
3463  * init_sd_power_savings_stats - Initialize power savings statistics for
3464  * the given sched_domain, during load balancing.
3465  *
3466  * @sd: Sched domain whose power-savings statistics are to be initialized.
3467  * @sds: Variable containing the statistics for sd.
3468  * @idle: Idle status of the CPU at which we're performing load-balancing.
3469  */
3470 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
3471         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
3472 {
3473         /*
3474          * Busy processors will not participate in power savings
3475          * balance.
3476          */
3477         if (idle == CPU_NOT_IDLE || !(sd->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3478                 sds->power_savings_balance = 0;
3479         else {
3480                 sds->power_savings_balance = 1;
3481                 sds->min_nr_running = ULONG_MAX;
3482                 sds->leader_nr_running = 0;
3483         }
3484 }
3485
3486 /**
3487  * update_sd_power_savings_stats - Update the power saving stats for a
3488  * sched_domain while performing load balancing.
3489  *
3490  * @group: sched_group belonging to the sched_domain under consideration.
3491  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
3492  * @local_group: Does group contain the CPU for which we're performing
3493  *              load balancing ?
3494  * @sgs: Variable containing the statistics of the group.
3495  */
3496 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
3497         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
3498 {
3499
3500         if (!sds->power_savings_balance)
3501                 return;
3502
3503         /*
3504          * If the local group is idle or completely loaded
3505          * no need to do power savings balance at this domain
3506          */
3507         if (local_group && (sds->this_nr_running >= sgs->group_capacity ||
3508                                 !sds->this_nr_running))
3509                 sds->power_savings_balance = 0;
3510
3511         /*
3512          * If a group is already running at full capacity or idle,
3513          * don't include that group in power savings calculations
3514          */
3515         if (!sds->power_savings_balance ||
3516                 sgs->sum_nr_running >= sgs->group_capacity ||
3517                 !sgs->sum_nr_running)
3518                 return;
3519
3520         /*
3521          * Calculate the group which has the least non-idle load.
3522          * This is the group from where we need to pick up the load
3523          * for saving power
3524          */
3525         if ((sgs->sum_nr_running < sds->min_nr_running) ||
3526             (sgs->sum_nr_running == sds->min_nr_running &&
3527              group_first_cpu(group) > group_first_cpu(sds->group_min))) {
3528                 sds->group_min = group;
3529                 sds->min_nr_running = sgs->sum_nr_running;
3530                 sds->min_load_per_task = sgs->sum_weighted_load /
3531                                                 sgs->sum_nr_running;
3532         }
3533
3534         /*
3535          * Calculate the group which is almost near its
3536          * capacity but still has some space to pick up some load
3537          * from other group and save more power
3538          */
3539         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity - 1)
3540                 return;
3541
3542         if (sgs->sum_nr_running > sds->leader_nr_running ||
3543             (sgs->sum_nr_running == sds->leader_nr_running &&
3544              group_first_cpu(group) < group_first_cpu(sds->group_leader))) {
3545                 sds->group_leader = group;
3546                 sds->leader_nr_running = sgs->sum_nr_running;
3547         }
3548 }
3549
3550 /**
3551  * check_power_save_busiest_group - see if there is potential for some power-savings balance
3552  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
3553  *      under consideration.
3554  * @this_cpu: Cpu at which we're currently performing load-balancing.
3555  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
3556  *
3557  * Description:
3558  * Check if we have potential to perform some power-savings balance.
3559  * If yes, set the busiest group to be the least loaded group in the
3560  * sched_domain, so that it's CPUs can be put to idle.
3561  *
3562  * Returns 1 if there is potential to perform power-savings balance.
3563  * Else returns 0.
3564  */
3565 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
3566                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3567 {
3568         if (!sds->power_savings_balance)
3569                 return 0;
3570
3571         if (sds->this != sds->group_leader ||
3572                         sds->group_leader == sds->group_min)
3573                 return 0;
3574
3575         *imbalance = sds->min_load_per_task;
3576         sds->busiest = sds->group_min;
3577
3578         if (sched_mc_power_savings >= POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP) {
3579                 cpu_rq(this_cpu)->rd->sched_mc_preferred_wakeup_cpu =
3580                         group_first_cpu(sds->group_leader);
3581         }
3582
3583         return 1;
3584
3585 }
3586 #else /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
3587 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
3588         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
3589 {
3590         return;
3591 }
3592
3593 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
3594         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
3595 {
3596         return;
3597 }
3598
3599 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
3600                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3601 {
3602         return 0;
3603 }
3604 #endif /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
3605
3606
3607 /**
3608  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
3609  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
3610  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
3611  * @idle: Idle status of this_cpu
3612  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
3613  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing group.
3614  * @local_group: Does group contain this_cpu.
3615  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
3616  * @balance: Should we balance.
3617  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
3618  */
3619 static inline void update_sg_lb_stats(struct sched_group *group, int this_cpu,
3620                         enum cpu_idle_type idle, int load_idx, int *sd_idle,
3621                         int local_group, const struct cpumask *cpus,
3622                         int *balance, struct sg_lb_stats *sgs)
3623 {
3624         unsigned long load, max_cpu_load, min_cpu_load;
3625         int i;
3626         unsigned int balance_cpu = -1, first_idle_cpu = 0;
3627         unsigned long sum_avg_load_per_task;
3628         unsigned long avg_load_per_task;
3629
3630         if (local_group)
3631                 balance_cpu = group_first_cpu(group);
3632
3633         /* Tally up the load of all CPUs in the group */
3634         sum_avg_load_per_task = avg_load_per_task = 0;
3635         max_cpu_load = 0;
3636         min_cpu_load = ~0UL;
3637
3638         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), cpus) {
3639                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
3640
3641                 if (*sd_idle && rq->nr_running)
3642                         *sd_idle = 0;
3643
3644                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
3645                 if (local_group) {
3646                         if (idle_cpu(i) && !first_idle_cpu) {
3647                                 first_idle_cpu = 1;
3648                                 balance_cpu = i;
3649                         }
3650
3651                         load = target_load(i, load_idx);
3652                 } else {
3653                         load = source_load(i, load_idx);
3654                         if (load > max_cpu_load)
3655                                 max_cpu_load = load;
3656                         if (min_cpu_load > load)
3657                                 min_cpu_load = load;
3658                 }
3659
3660                 sgs->group_load += load;
3661                 sgs->sum_nr_running += rq->nr_running;
3662                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
3663
3664                 sum_avg_load_per_task += cpu_avg_load_per_task(i);
3665         }
3666
3667         /*
3668          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
3669          * is eligible for doing load balancing at this and above
3670          * domains. In the newly idle case, we will allow all the cpu's
3671          * to do the newly idle load balance.
3672          */
3673         if (idle != CPU_NEWLY_IDLE && local_group &&
3674             balance_cpu != this_cpu && balance) {
3675                 *balance = 0;
3676                 return;
3677         }
3678
3679         /* Adjust by relative CPU power of the group */
3680         sgs->avg_load = sg_div_cpu_power(group,
3681                         sgs->group_load * SCHED_LOAD_SCALE);
3682
3683
3684         /*
3685          * Consider the group unbalanced when the imbalance is larger
3686          * than the average weight of two tasks.
3687          *
3688          * APZ: with cgroup the avg task weight can vary wildly and
3689          *      might not be a suitable number - should we keep a
3690          *      normalized nr_running number somewhere that negates
3691          *      the hierarchy?
3692          */
3693         avg_load_per_task = sg_div_cpu_power(group,
3694                         sum_avg_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE);
3695
3696         if ((max_cpu_load - min_cpu_load) > 2*avg_load_per_task)
3697                 sgs->group_imb = 1;
3698
3699         sgs->group_capacity = group->__cpu_power / SCHED_LOAD_SCALE;
3700
3701 }
3702
3703 /**
3704  * update_sd_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
3705  * @sd: sched_domain whose statistics are to be updated.
3706  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
3707  * @idle: Idle status of this_cpu
3708  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing group.
3709  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
3710  * @balance: Should we balance.
3711  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
3712  */
3713 static inline void update_sd_lb_stats(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
3714                         enum cpu_idle_type idle, int *sd_idle,
3715                         const struct cpumask *cpus, int *balance,
3716                         struct sd_lb_stats *sds)
3717 {
3718         struct sched_group *group = sd->groups;
3719         struct sg_lb_stats sgs;
3720         int load_idx;
3721
3722         init_sd_power_savings_stats(sd, sds, idle);
3723         load_idx = get_sd_load_idx(sd, idle);
3724
3725         do {
3726                 int local_group;
3727
3728                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
3729                                                sched_group_cpus(group));
3730                 memset(&sgs, 0, sizeof(sgs));
3731                 update_sg_lb_stats(group, this_cpu, idle, load_idx, sd_idle,
3732                                 local_group, cpus, balance, &sgs);
3733
3734                 if (local_group && balance && !(*balance))
3735                         return;
3736
3737                 sds->total_load += sgs.group_load;
3738                 sds->total_pwr += group->__cpu_power;
3739
3740                 if (local_group) {
3741                         sds->this_load = sgs.avg_load;
3742                         sds->this = group;
3743                         sds->this_nr_running = sgs.sum_nr_running;
3744                         sds->this_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
3745                 } else if (sgs.avg_load > sds->max_load &&
3746                            (sgs.sum_nr_running > sgs.group_capacity ||
3747                                 sgs.group_imb)) {
3748                         sds->max_load = sgs.avg_load;
3749                         sds->busiest = group;
3750                         sds->busiest_nr_running = sgs.sum_nr_running;
3751                         sds->busiest_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
3752                         sds->group_imb = sgs.group_imb;
3753                 }
3754
3755                 update_sd_power_savings_stats(group, sds, local_group, &sgs);
3756                 group = group->next;
3757         } while (group != sd->groups);
3758
3759 }
3760
3761 /**
3762  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
3763  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
3764  *                      load balancing.
3765  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
3766  * @this_cpu: The cpu at whose sched_domain we're performing load-balance.
3767  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
3768  */
3769 static inline void fix_small_imbalance(struct sd_lb_stats *sds,
3770                                 int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3771 {
3772         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
3773         unsigned int imbn = 2;
3774
3775         if (sds->this_nr_running) {
3776                 sds->this_load_per_task /= sds->this_nr_running;
3777                 if (sds->busiest_load_per_task >
3778                                 sds->this_load_per_task)
3779                         imbn = 1;
3780         } else
3781                 sds->this_load_per_task =
3782                         cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
3783
3784         if (sds->max_load - sds->this_load + sds->busiest_load_per_task >=
3785                         sds->busiest_load_per_task * imbn) {
3786                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
3787                 return;
3788         }
3789
3790         /*
3791          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
3792          * however we may be able to increase total CPU power used by
3793          * moving them.
3794          */
3795
3796         pwr_now += sds->busiest->__cpu_power *
3797                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load);
3798         pwr_now += sds->this->__cpu_power *
3799                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load);
3800         pwr_now /= SCHED_LOAD_SCALE;
3801
3802         /* Amount of load we'd subtract */
3803         tmp = sg_div_cpu_power(sds->busiest,
3804                         sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE);
3805         if (sds->max_load > tmp)
3806                 pwr_move += sds->busiest->__cpu_power *
3807                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load - tmp);
3808
3809         /* Amount of load we'd add */
3810         if (sds->max_load * sds->busiest->__cpu_power <
3811                 sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE)
3812                 tmp = sg_div_cpu_power(sds->this,
3813                         sds->max_load * sds->busiest->__cpu_power);
3814         else
3815                 tmp = sg_div_cpu_power(sds->this,
3816                         sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE);
3817         pwr_move += sds->this->__cpu_power *
3818                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load + tmp);
3819         pwr_move /= SCHED_LOAD_SCALE;
3820
3821         /* Move if we gain throughput */
3822         if (pwr_move > pwr_now)
3823                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
3824 }
3825
3826 /**
3827  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
3828  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
3829  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
3830  * @this_cpu: Cpu for which currently load balance is being performed.
3831  * @imbalance: The variable to store the imbalance.
3832  */
3833 static inline void calculate_imbalance(struct sd_lb_stats *sds, int this_cpu,
3834                 unsigned long *imbalance)
3835 {
3836         unsigned long max_pull;
3837         /*
3838          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
3839          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
3840          * its cpu_power, while calculating max_load..)
3841          */
3842         if (sds->max_load < sds->avg_load) {
3843                 *imbalance = 0;
3844                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
3845         }
3846
3847         /* Don't want to pull so many tasks that a group would go idle */
3848         max_pull = min(sds->max_load - sds->avg_load,
3849                         sds->max_load - sds->busiest_load_per_task);
3850
3851         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
3852         *imbalance = min(max_pull * sds->busiest->__cpu_power,
3853                 (sds->avg_load - sds->this_load) * sds->this->__cpu_power)
3854                         / SCHED_LOAD_SCALE;
3855
3856         /*
3857          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
3858          * there is no gaurantee that any tasks will be moved so we'll have
3859          * a think about bumping its value to force at least one task to be
3860          * moved
3861          */
3862         if (*imbalance < sds->busiest_load_per_task)
3863                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
3864
3865 }
3866 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
3867
3868 /**
3869  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
3870  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
3871  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
3872  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
3873  * such a group exists.
3874  *
3875  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
3876  * to restore balance.
3877  *
3878  * @sd: The sched_domain whose busiest group is to be returned.
3879  * @this_cpu: The cpu for which load balancing is currently being performed.
3880  * @imbalance: Variable which stores amount of weighted load which should
3881  *              be moved to restore balance/put a group to idle.
3882  * @idle: The idle status of this_cpu.
3883  * @sd_idle: The idleness of sd
3884  * @cpus: The set of CPUs under consideration for load-balancing.
3885  * @balance: Pointer to a variable indicating if this_cpu
3886  *      is the appropriate cpu to perform load balancing at this_level.
3887  *
3888  * Returns:     - the busiest group if imbalance exists.
3889  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
3890  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
3891  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
3892  */
3893 static struct sched_group *
3894 find_busiest_group(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
3895                    unsigned long *imbalance, enum cpu_idle_type idle,
3896                    int *sd_idle, const struct cpumask *cpus, int *balance)
3897 {
3898         struct sd_lb_stats sds;
3899
3900         memset(&sds, 0, sizeof(sds));
3901
3902         /*
3903          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
3904          * this level.
3905          */
3906         update_sd_lb_stats(sd, this_cpu, idle, sd_idle, cpus,
3907                                         balance, &sds);
3908
3909         /* Cases where imbalance does not exist from POV of this_cpu */
3910         /* 1) this_cpu is not the appropriate cpu to perform load balancing
3911          *    at this level.
3912          * 2) There is no busy sibling group to pull from.
3913          * 3) This group is the busiest group.
3914          * 4) This group is more busy than the avg busieness at this
3915          *    sched_domain.
3916          * 5) The imbalance is within the specified limit.
3917          * 6) Any rebalance would lead to ping-pong
3918          */
3919         if (balance && !(*balance))
3920                 goto ret;
3921
3922         if (!sds.busiest || sds.busiest_nr_running == 0)
3923                 goto out_balanced;
3924
3925         if (sds.this_load >= sds.max_load)
3926                 goto out_balanced;
3927
3928         sds.avg_load = (SCHED_LOAD_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
3929
3930         if (sds.this_load >= sds.avg_load)
3931                 goto out_balanced;
3932
3933         if (100 * sds.max_load <= sd->imbalance_pct * sds.this_load)
3934                 goto out_balanced;
3935
3936         sds.busiest_load_per_task /= sds.busiest_nr_running;
3937         if (sds.group_imb)
3938                 sds.busiest_load_per_task =
3939                         min(sds.busiest_load_per_task, sds.avg_load);
3940
3941         /*
3942          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
3943          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
3944          * reduce the max loaded cpu below the average load, as either of these
3945          * actions would just result in more rebalancing later, and ping-pong
3946          * tasks around. Thus we look for the minimum possible imbalance.
3947          * Negative imbalances (*we* are more loaded than anyone else) will
3948          * be counted as no imbalance for these purposes -- we can't fix that
3949          * by pulling tasks to us. Be careful of negative numbers as they'll
3950          * appear as very large values with unsigned longs.
3951          */
3952         if (sds.max_load <= sds.busiest_load_per_task)
3953                 goto out_balanced;
3954
3955         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
3956         calculate_imbalance(&sds, this_cpu, imbalance);
3957         return sds.busiest;
3958
3959 out_balanced:
3960         /*
3961          * There is no obvious imbalance. But check if we can do some balancing
3962          * to save power.
3963          */
3964         if (check_power_save_busiest_group(&sds, this_cpu, imbalance))
3965                 return sds.busiest;
3966 ret:
3967         *imbalance = 0;
3968         return NULL;
3969 }
3970
3971 /*
3972  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
3973  */
3974 static struct rq *
3975 find_busiest_queue(struct sched_group *group, enum cpu_idle_type idle,
3976                    unsigned long imbalance, const struct cpumask *cpus)
3977 {
3978         struct rq *busiest = NULL, *rq;
3979         unsigned long max_load = 0;
3980         int i;
3981
3982         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
3983                 unsigned long wl;
3984
3985                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpus))
3986                         continue;
3987
3988                 rq = cpu_rq(i);
3989                 wl = weighted_cpuload(i);
3990
3991                 if (rq->nr_running == 1 && wl > imbalance)
3992                         continue;
3993
3994                 if (wl > max_load) {
3995                         max_load = wl;
3996                         busiest = rq;
3997                 }
3998         }
3999
4000         return busiest;
4001 }
4002
4003 /*
4004  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
4005  * so long as it is large enough.
4006  */
4007 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
4008
4009 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
4010 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_tmpmask);
4011
4012 /*
4013  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
4014  * tasks if there is an imbalance.
4015  */
4016 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
4017                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
4018                         int *balance)
4019 {
4020         int ld_moved, all_pinned = 0, active_balance = 0, sd_idle = 0;
4021         struct sched_group *group;
4022         unsigned long imbalance;
4023         struct rq *busiest;
4024         unsigned long flags;
4025         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
4026
4027         cpumask_setall(cpus);
4028
4029         /*
4030          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
4031          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
4032          * let the state of idle sibling percolate up as CPU_IDLE, instead of
4033          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
4034          */
4035         if (idle != CPU_NOT_IDLE && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4036             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4037                 sd_idle = 1;
4038
4039         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
4040
4041 redo:
4042         update_shares(sd);
4043         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, idle, &sd_idle,
4044                                    cpus, balance);
4045
4046         if (*balance == 0)
4047                 goto out_balanced;
4048
4049         if (!group) {
4050                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
4051                 goto out_balanced;
4052         }
4053
4054         busiest = find_busiest_queue(group, idle, imbalance, cpus);
4055         if (!busiest) {
4056                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
4057                 goto out_balanced;
4058         }
4059
4060         BUG_ON(busiest == this_rq);
4061
4062         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], imbalance);
4063
4064         ld_moved = 0;
4065         if (busiest->nr_running > 1) {
4066                 /*
4067                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
4068                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
4069                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
4070                  * correctly treated as an imbalance.
4071                  */
4072                 local_irq_save(flags);
4073                 double_rq_lock(this_rq, busiest);
4074                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
4075                                       imbalance, sd, idle, &all_pinned);
4076                 double_rq_unlock(this_rq, busiest);
4077                 local_irq_restore(flags);
4078
4079                 /*
4080                  * some other cpu did the load balance for us.
4081                  */
4082                 if (ld_moved && this_cpu != smp_processor_id())
4083                         resched_cpu(this_cpu);
4084
4085                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
4086                 if (unlikely(all_pinned)) {
4087                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
4088                         if (!cpumask_empty(cpus))
4089                                 goto redo;
4090                         goto out_balanced;
4091                 }
4092         }
4093
4094         if (!ld_moved) {
4095                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
4096                 sd->nr_balance_failed++;
4097
4098                 if (unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2)) {
4099
4100                         spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
4101
4102                         /* don't kick the migration_thread, if the curr
4103                          * task on busiest cpu can't be moved to this_cpu
4104                          */
4105                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
4106                                               &busiest->curr->cpus_allowed)) {
4107                                 spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
4108                                 all_pinned = 1;
4109                                 goto out_one_pinned;
4110                         }
4111
4112                         if (!busiest->active_balance) {
4113                                 busiest->active_balance = 1;
4114                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
4115                                 active_balance = 1;
4116                         }
4117                         spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
4118                         if (active_balance)
4119                                 wake_up_process(busiest->migration_thread);
4120
4121                         /*
4122                          * We've kicked active balancing, reset the failure
4123                          * counter.
4124                          */
4125                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
4126                 }
4127         } else
4128                 sd->nr_balance_failed = 0;
4129
4130         if (likely(!active_balance)) {
4131                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
4132                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
4133         } else {
4134                 /*
4135                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
4136                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
4137                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
4138                  * move_tasks).
4139                  */
4140                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
4141                         sd->balance_interval *= 2;
4142         }
4143
4144         if (!ld_moved && !sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4145             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4146                 ld_moved = -1;
4147
4148         goto out;
4149
4150 out_balanced:
4151         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
4152
4153         sd->nr_balance_failed = 0;
4154
4155 out_one_pinned:
4156         /* tune up the balancing interval */
4157         if ((all_pinned && sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
4158                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
4159                 sd->balance_interval *= 2;
4160
4161         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4162             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4163                 ld_moved = -1;
4164         else
4165                 ld_moved = 0;
4166 out:
4167         if (ld_moved)
4168                 update_shares(sd);
4169         return ld_moved;
4170 }
4171
4172 /*
4173  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
4174  * tasks if there is an imbalance.
4175  *
4176  * Called from schedule when this_rq is about to become idle (CPU_NEWLY_IDLE).
4177  * this_rq is locked.
4178  */
4179 static int
4180 load_balance_newidle(int this_cpu, struct rq *this_rq, struct sched_domain *sd)
4181 {
4182         struct sched_group *group;
4183         struct rq *busiest = NULL;
4184         unsigned long imbalance;
4185         int ld_moved = 0;
4186         int sd_idle = 0;
4187         int all_pinned = 0;
4188         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
4189
4190         cpumask_setall(cpus);
4191
4192         /*
4193          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
4194          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
4195          * let the state of idle sibling percolate up as IDLE, instead of
4196          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
4197          */
4198         if (sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4199             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4200                 sd_idle = 1;
4201
4202         schedstat_inc(sd, lb_count[CPU_NEWLY_IDLE]);
4203 redo:
4204         update_shares_locked(this_rq, sd);
4205         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, CPU_NEWLY_IDLE,
4206                                    &sd_idle, cpus, NULL);
4207         if (!group) {
4208                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[CPU_NEWLY_IDLE]);
4209                 goto out_balanced;
4210         }
4211
4212         busiest = find_busiest_queue(group, CPU_NEWLY_IDLE, imbalance, cpus);
4213         if (!busiest) {
4214                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[CPU_NEWLY_IDLE]);
4215                 goto out_balanced;
4216         }
4217
4218         BUG_ON(busiest == this_rq);
4219
4220         schedstat_add(sd, lb_imbalance[CPU_NEWLY_IDLE], imbalance);
4221
4222         ld_moved = 0;
4223         if (busiest->nr_running > 1) {
4224                 /* Attempt to move tasks */
4225                 double_lock_balance(this_rq, busiest);
4226                 /* this_rq->clock is already updated */
4227                 update_rq_clock(busiest);
4228                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
4229                                         imbalance, sd, CPU_NEWLY_IDLE,
4230                                         &all_pinned);
4231                 double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4232
4233                 if (unlikely(all_pinned)) {
4234                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
4235                         if (!cpumask_empty(cpus))
4236                                 goto redo;
4237                 }
4238         }
4239
4240         if (!ld_moved) {
4241                 int active_balance = 0;
4242
4243                 schedstat_inc(sd, lb_failed[CPU_NEWLY_IDLE]);
4244                 if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4245                     !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4246                         return -1;
4247
4248                 if (sched_mc_power_savings < POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP)
4249                         return -1;
4250
4251                 if (sd->nr_balance_failed++ < 2)
4252                         return -1;
4253
4254                 /*
4255                  * The only task running in a non-idle cpu can be moved to this
4256                  * cpu in an attempt to completely freeup the other CPU
4257                  * package. The same method used to move task in load_balance()
4258                  * have been extended for load_balance_newidle() to speedup
4259                  * consolidation at sched_mc=POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP (2)
4260                  *
4261                  * The package power saving logic comes from
4262                  * find_busiest_group().  If there are no imbalance, then
4263                  * f_b_g() will return NULL.  However when sched_mc={1,2} then
4264                  * f_b_g() will select a group from which a running task may be
4265                  * pulled to this cpu in order to make the other package idle.
4266                  * If there is no opportunity to make a package idle and if
4267                  * there are no imbalance, then f_b_g() will return NULL and no
4268                  * action will be taken in load_balance_newidle().
4269                  *
4270                  * Under normal task pull operation due to imbalance, there
4271                  * will be more than one task in the source run queue and
4272                  * move_tasks() will succeed.  ld_moved will be true and this
4273                  * active balance code will not be triggered.
4274                  */
4275
4276                 /* Lock busiest in correct order while this_rq is held */
4277                 double_lock_balance(this_rq, busiest);
4278
4279                 /*
4280                  * don't kick the migration_thread, if the curr
4281                  * task on busiest cpu can't be moved to this_cpu
4282                  */
4283                 if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &busiest->curr->cpus_allowed)) {
4284                         double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4285                         all_pinned = 1;
4286                         return ld_moved;
4287                 }
4288
4289                 if (!busiest->active_balance) {
4290                         busiest->active_balance = 1;
4291                         busiest->push_cpu = this_cpu;
4292                         active_balance = 1;
4293                 }
4294
4295                 double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4296                 /*
4297                  * Should not call ttwu while holding a rq->lock
4298                  */
4299                 spin_unlock(&this_rq->lock);
4300                 if (active_balance)
4301                         wake_up_process(busiest->migration_thread);
4302                 spin_lock(&this_rq->lock);
4303
4304         } else
4305                 sd->nr_balance_failed = 0;
4306
4307         update_shares_locked(this_rq, sd);
4308         return ld_moved;
4309
4310 out_balanced:
4311         schedstat_inc(sd, lb_balanced[CPU_NEWLY_IDLE]);
4312         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4313             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4314                 return -1;
4315         sd->nr_balance_failed = 0;
4316
4317         return 0;
4318 }
4319
4320 /*
4321  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
4322  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
4323  */
4324 static void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
4325 {
4326         struct sched_domain *sd;
4327         int pulled_task = 0;
4328         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
4329
4330         for_each_domain(this_cpu, sd) {
4331                 unsigned long interval;
4332
4333                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4334                         continue;
4335
4336                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE)
4337                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
4338                         pulled_task = load_balance_newidle(this_cpu, this_rq,
4339                                                            sd);
4340
4341                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
4342                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
4343                         next_balance = sd->last_balance + interval;
4344                 if (pulled_task)
4345                         break;
4346         }
4347         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
4348                 /*
4349                  * We are going idle. next_balance may be set based on
4350                  * a busy processor. So reset next_balance.
4351                  */
4352                 this_rq->next_balance = next_balance;
4353         }
4354 }
4355
4356 /*
4357  * active_load_balance is run by migration threads. It pushes running tasks
4358  * off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at least 1 task to be
4359  * running on each physical CPU where possible, and avoids physical /
4360  * logical imbalances.
4361  *
4362  * Called with busiest_rq locked.
4363  */
4364 static void active_load_balance(struct rq *busiest_rq, int busiest_cpu)
4365 {
4366         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
4367         struct sched_domain *sd;
4368         struct rq *target_rq;
4369
4370         /* Is there any task to move? */
4371         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
4372                 return;
4373
4374         target_rq = cpu_rq(target_cpu);
4375
4376         /*
4377          * This condition is "impossible", if it occurs
4378          * we need to fix it. Originally reported by
4379          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
4380          */
4381         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
4382
4383         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
4384         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
4385         update_rq_clock(busiest_rq);
4386         update_rq_clock(target_rq);
4387
4388         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
4389         for_each_domain(target_cpu, sd) {
4390                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
4391                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
4392                                 break;
4393         }
4394
4395         if (likely(sd)) {
4396                 schedstat_inc(sd, alb_count);
4397
4398                 if (move_one_task(target_rq, target_cpu, busiest_rq,
4399                                   sd, CPU_IDLE))
4400                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
4401                 else
4402                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
4403         }
4404         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
4405 }
4406
4407 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4408 static struct {
4409         atomic_t load_balancer;
4410         cpumask_var_t cpu_mask;
4411         cpumask_var_t ilb_grp_nohz_mask;
4412 } nohz ____cacheline_aligned = {
4413         .load_balancer = ATOMIC_INIT(-1),
4414 };
4415
4416 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
4417 /**
4418  * lowest_flag_domain - Return lowest sched_domain containing flag.
4419  * @cpu:        The cpu whose lowest level of sched domain is to
4420  *              be returned.
4421  * @flag:       The flag to check for the lowest sched_domain
4422  *              for the given cpu.
4423  *
4424  * Returns the lowest sched_domain of a cpu which contains the given flag.
4425  */
4426 static inline struct sched_domain *lowest_flag_domain(int cpu, int flag)
4427 {
4428         struct sched_domain *sd;
4429
4430         for_each_domain(cpu, sd)
4431                 if (sd && (sd->flags & flag))
4432                         break;
4433
4434         return sd;
4435 }
4436
4437 /**
4438  * for_each_flag_domain - Iterates over sched_domains containing the flag.
4439  * @cpu:        The cpu whose domains we're iterating over.
4440  * @sd:         variable holding the value of the power_savings_sd
4441  *              for cpu.
4442  * @flag:       The flag to filter the sched_domains to be iterated.
4443  *
4444  * Iterates over all the scheduler domains for a given cpu that has the 'flag'
4445  * set, starting from the lowest sched_domain to the highest.
4446  */
4447 #define for_each_flag_domain(cpu, sd, flag) \
4448         for (sd = lowest_flag_domain(cpu, flag); \
4449                 (sd && (sd->flags & flag)); sd = sd->parent)
4450
4451 /**
4452  * is_semi_idle_group - Checks if the given sched_group is semi-idle.
4453  * @ilb_group:  group to be checked for semi-idleness
4454  *
4455  * Returns:     1 if the group is semi-idle. 0 otherwise.
4456  *
4457  * We define a sched_group to be semi idle if it has atleast one idle-CPU
4458  * and atleast one non-idle CPU. This helper function checks if the given
4459  * sched_group is semi-idle or not.
4460  */
4461 static inline int is_semi_idle_group(struct sched_group *ilb_group)
4462 {
4463         cpumask_and(nohz.ilb_grp_nohz_mask, nohz.cpu_mask,
4464                                         sched_group_cpus(ilb_group));
4465
4466         /*
4467          * A sched_group is semi-idle when it has atleast one busy cpu
4468          * and atleast one idle cpu.
4469          */
4470         if (cpumask_empty(nohz.ilb_grp_nohz_mask))
4471                 return 0;
4472
4473         if (cpumask_equal(nohz.ilb_grp_nohz_mask, sched_group_cpus(ilb_group)))
4474                 return 0;
4475
4476         return 1;
4477 }
4478 /**
4479  * find_new_ilb - Finds the optimum idle load balancer for nomination.
4480  * @cpu:        The cpu which is nominating a new idle_load_balancer.
4481  *
4482  * Returns:     Returns the id of the idle load balancer if it exists,
4483  *              Else, returns >= nr_cpu_ids.
4484  *
4485  * This algorithm picks the idle load balancer such that it belongs to a
4486  * semi-idle powersavings sched_domain. The idea is to try and avoid
4487  * completely idle packages/cores just for the purpose of idle load balancing
4488  * when there are other idle cpu's which are better suited for that job.
4489  */
4490 static int find_new_ilb(int cpu)
4491 {
4492         struct sched_domain *sd;
4493         struct sched_group *ilb_group;
4494
4495         /*
4496          * Have idle load balancer selection from semi-idle packages only
4497          * when power-aware load balancing is enabled
4498          */
4499         if (!(sched_smt_power_savings || sched_mc_power_savings))
4500                 goto out_done;
4501
4502         /*
4503          * Optimize for the case when we have no idle CPUs or only one
4504          * idle CPU. Don't walk the sched_domain hierarchy in such cases
4505          */
4506         if (cpumask_weight(nohz.cpu_mask) < 2)
4507                 goto out_done;
4508
4509         for_each_flag_domain(cpu, sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE) {
4510                 ilb_group = sd->groups;
4511
4512                 do {
4513                         if (is_semi_idle_group(ilb_group))
4514                                 return cpumask_first(nohz.ilb_grp_nohz_mask);
4515
4516                         ilb_group = ilb_group->next;
4517
4518                 } while (ilb_group != sd->groups);
4519         }
4520
4521 out_done:
4522         return cpumask_first(nohz.cpu_mask);
4523 }
4524 #else /*  (CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT) */
4525 static inline int find_new_ilb(int call_cpu)
4526 {
4527         return cpumask_first(nohz.cpu_mask);
4528 }
4529 #endif
4530
4531 /*
4532  * This routine will try to nominate the ilb (idle load balancing)
4533  * owner among the cpus whose ticks are stopped. ilb owner will do the idle
4534  * load balancing on behalf of all those cpus. If all the cpus in the system
4535  * go into this tickless mode, then there will be no ilb owner (as there is
4536  * no need for one) and all the cpus will sleep till the next wakeup event
4537  * arrives...
4538  *
4539  * For the ilb owner, tick is not stopped. And this tick will be used
4540  * for idle load balancing. ilb owner will still be part of
4541  * nohz.cpu_mask..
4542  *
4543  * While stopping the tick, this cpu will become the ilb owner if there
4544  * is no other owner. And will be the owner till that cpu becomes busy
4545  * or if all cpus in the system stop their ticks at which point
4546  * there is no need for ilb owner.
4547  *
4548  * When the ilb owner becomes busy, it nominates another owner, during the
4549  * next busy scheduler_tick()
4550  */
4551 int select_nohz_load_balancer(int stop_tick)
4552 {
4553         int cpu = smp_processor_id();
4554
4555         if (stop_tick) {
4556                 cpu_rq(cpu)->in_nohz_recently = 1;
4557
4558                 if (!cpu_active(cpu)) {
4559                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu)
4560                                 return 0;
4561
4562                         /*
4563                          * If we are going offline and still the leader,
4564                          * give up!
4565                          */
4566                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
4567                                 BUG();
4568
4569                         return 0;
4570                 }
4571
4572                 cpumask_set_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4573
4574                 /* time for ilb owner also to sleep */
4575                 if (cpumask_weight(nohz.cpu_mask) == num_online_cpus()) {
4576                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
4577                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
4578                         return 0;
4579                 }
4580
4581                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
4582                         /* make me the ilb owner */
4583                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, -1, cpu) == -1)
4584                                 return 1;
4585                 } else if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu) {
4586                         int new_ilb;
4587
4588                         if (!(sched_smt_power_savings ||
4589                                                 sched_mc_power_savings))
4590                                 return 1;
4591                         /*
4592                          * Check to see if there is a more power-efficient
4593                          * ilb.
4594                          */
4595                         new_ilb = find_new_ilb(cpu);
4596                         if (new_ilb < nr_cpu_ids && new_ilb != cpu) {
4597                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
4598                                 resched_cpu(new_ilb);
4599                                 return 0;
4600                         }
4601                         return 1;
4602                 }
4603         } else {
4604                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.cpu_mask))
4605                         return 0;
4606
4607                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4608
4609                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
4610                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
4611                                 BUG();
4612         }
4613         return 0;
4614 }
4615 #endif
4616
4617 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
4618
4619 /*
4620  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
4621  * and initiates a balancing operation if so.
4622  *
4623  * Balancing parameters are set up in arch_init_sched_domains.
4624  */
4625 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
4626 {
4627         int balance = 1;
4628         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4629         unsigned long interval;
4630         struct sched_domain *sd;
4631         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
4632         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
4633         int update_next_balance = 0;
4634         int need_serialize;
4635
4636         for_each_domain(cpu, sd) {
4637                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4638                         continue;
4639
4640                 interval = sd->balance_interval;
4641                 if (idle != CPU_IDLE)
4642                         interval *= sd->busy_factor;
4643
4644                 /* scale ms to jiffies */
4645                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
4646                 if (unlikely(!interval))
4647                         interval = 1;
4648                 if (interval > HZ*NR_CPUS/10)
4649                         interval = HZ*NR_CPUS/10;
4650
4651                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
4652
4653                 if (need_serialize) {
4654                         if (!spin_trylock(&balancing))
4655                                 goto out;
4656                 }
4657
4658                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
4659                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &balance)) {
4660                                 /*
4661                                  * We've pulled tasks over so either we're no
4662                                  * longer idle, or one of our SMT siblings is
4663                                  * not idle.
4664                                  */
4665                                 idle = CPU_NOT_IDLE;
4666                         }
4667                         sd->last_balance = jiffies;
4668                 }
4669                 if (need_serialize)
4670                         spin_unlock(&balancing);
4671 out:
4672                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
4673                         next_balance = sd->last_balance + interval;
4674                         update_next_balance = 1;
4675                 }
4676
4677                 /*
4678                  * Stop the load balance at this level. There is another
4679                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
4680                  * actively.
4681                  */
4682                 if (!balance)
4683                         break;
4684         }
4685
4686         /*
4687          * next_balance will be updated only when there is a need.
4688          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
4689          * updated.
4690          */
4691         if (likely(update_next_balance))
4692                 rq->next_balance = next_balance;
4693 }
4694
4695 /*
4696  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
4697  * In CONFIG_NO_HZ case, the idle load balance owner will do the
4698  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
4699  */
4700 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
4701 {
4702         int this_cpu = smp_processor_id();
4703         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
4704         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_at_tick ?
4705                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
4706
4707         rebalance_domains(this_cpu, idle);
4708
4709 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4710         /*
4711          * If this cpu is the owner for idle load balancing, then do the
4712          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
4713          * stopped.
4714          */
4715         if (this_rq->idle_at_tick &&
4716             atomic_read(&nohz.load_balancer) == this_cpu) {
4717                 struct rq *rq;
4718                 int balance_cpu;
4719
4720                 for_each_cpu(balance_cpu, nohz.cpu_mask) {
4721                         if (balance_cpu == this_cpu)
4722                                 continue;
4723
4724                         /*
4725                          * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
4726                          * work being done for other cpus. Next load
4727                          * balancing owner will pick it up.
4728                          */
4729                         if (need_resched())
4730                                 break;
4731
4732                         rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
4733
4734                         rq = cpu_rq(balance_cpu);
4735                         if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
4736                                 this_rq->next_balance = rq->next_balance;
4737                 }
4738         }
4739 #endif
4740 }
4741
4742 static inline int on_null_domain(int cpu)
4743 {
4744         return !rcu_dereference(cpu_rq(cpu)->sd);
4745 }
4746
4747 /*
4748  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
4749  *
4750  * In case of CONFIG_NO_HZ, this is the place where we nominate a new
4751  * idle load balancing owner or decide to stop the periodic load balancing,
4752  * if the whole system is idle.
4753  */
4754 static inline void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
4755 {
4756 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4757         /*
4758          * If we were in the nohz mode recently and busy at the current
4759          * scheduler tick, then check if we need to nominate new idle
4760          * load balancer.
4761          */
4762         if (rq->in_nohz_recently && !rq->idle_at_tick) {
4763                 rq->in_nohz_recently = 0;
4764
4765                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu) {
4766                         cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4767                         atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
4768                 }
4769
4770                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
4771                         int ilb = find_new_ilb(cpu);
4772
4773                         if (ilb < nr_cpu_ids)
4774                                 resched_cpu(ilb);
4775                 }
4776         }
4777
4778         /*
4779          * If this cpu is idle and doing idle load balancing for all the
4780          * cpus with ticks stopped, is it time for that to stop?
4781          */
4782         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu &&
4783             cpumask_weight(nohz.cpu_mask) == num_online_cpus()) {
4784                 resched_cpu(cpu);
4785                 return;
4786         }
4787
4788         /*
4789          * If this cpu is idle and the idle load balancing is done by
4790          * someone else, then no need raise the SCHED_SOFTIRQ
4791          */
4792         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu &&
4793             cpumask_test_cpu(cpu, nohz.cpu_mask))
4794                 return;
4795 #endif
4796         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
4797         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance) &&
4798             likely(!on_null_domain(cpu)))
4799                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
4800 }
4801
4802 #else   /* CONFIG_SMP */
4803
4804 /*
4805  * on UP we do not need to balance between CPUs:
4806  */
4807 static inline void idle_balance(int cpu, struct rq *rq)
4808 {
4809 }
4810
4811 #endif
4812
4813 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
4814
4815 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
4816
4817 /*
4818  * Return any ns on the sched_clock that have not yet been accounted in
4819  * @p in case that task is currently running.
4820  *
4821  * Called with task_rq_lock() held on @rq.
4822  */
4823 static u64 do_task_delta_exec(struct task_struct *p, struct rq *rq)
4824 {
4825         u64 ns = 0;
4826
4827         if (task_current(rq, p)) {
4828                 update_rq_clock(rq);
4829                 ns = rq->clock - p->se.exec_start;
4830                 if ((s64)ns < 0)
4831                         ns = 0;
4832         }
4833
4834         return ns;
4835 }
4836
4837 unsigned long long task_delta_exec(struct task_struct *p)
4838 {
4839         unsigned long flags;
4840         struct rq *rq;
4841         u64 ns = 0;
4842
4843         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4844         ns = do_task_delta_exec(p, rq);
4845         task_rq_unlock(rq, &flags);
4846
4847         return ns;
4848 }
4849
4850 /*
4851  * Return accounted runtime for the task.
4852  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
4853  * pending runtime that have not been accounted yet.
4854  */
4855 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
4856 {
4857         unsigned long flags;
4858         struct rq *rq;
4859         u64 ns = 0;
4860
4861         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4862         ns = p->se.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
4863         task_rq_unlock(rq, &flags);
4864
4865         return ns;
4866 }
4867
4868 /*
4869  * Return sum_exec_runtime for the thread group.
4870  * In case the task is currently running, return the sum plus current's
4871  * pending runtime that have not been accounted yet.
4872  *
4873  * Note that the thread group might have other running tasks as well,
4874  * so the return value not includes other pending runtime that other
4875  * running tasks might have.
4876  */
4877 unsigned long long thread_group_sched_runtime(struct task_struct *p)
4878 {
4879         struct task_cputime totals;
4880         unsigned long flags;
4881         struct rq *rq;
4882         u64 ns;
4883
4884         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4885         thread_group_cputime(p, &totals);
4886         ns = totals.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
4887         task_rq_unlock(rq, &flags);
4888
4889         return ns;
4890 }
4891
4892 /*
4893  * Account user cpu time to a process.
4894  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4895  * @cputime: the cpu time spent in user space since the last update
4896  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
4897  */
4898 void account_user_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
4899                        cputime_t cputime_scaled)
4900 {
4901         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4902         cputime64_t tmp;
4903
4904         /* Add user time to process. */
4905         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
4906         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime_scaled);
4907         account_group_user_time(p, cputime);
4908
4909         /* Add user time to cpustat. */
4910         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
4911         if (TASK_NICE(p) > 0)
4912                 cpustat->nice = cputime64_add(cpustat->nice, tmp);
4913         else
4914                 cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
4915
4916         cpuacct_update_stats(p, CPUACCT_STAT_USER, cputime);
4917         /* Account for user time used */
4918         acct_update_integrals(p);
4919 }
4920
4921 /*
4922  * Account guest cpu time to a process.
4923  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4924  * @cputime: the cpu time spent in virtual machine since the last update
4925  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
4926  */
4927 static void account_guest_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
4928                                cputime_t cputime_scaled)
4929 {
4930         cputime64_t tmp;
4931         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4932
4933         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
4934
4935         /* Add guest time to process. */
4936         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
4937         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime_scaled);
4938         account_group_user_time(p, cputime);
4939         p->gtime = cputime_add(p->gtime, cputime);
4940
4941         /* Add guest time to cpustat. */
4942         cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
4943         cpustat->guest = cputime64_add(cpustat->guest, tmp);
4944 }
4945
4946 /*
4947  * Account system cpu time to a process.
4948  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4949  * @hardirq_offset: the offset to subtract from hardirq_count()
4950  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
4951  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
4952  */
4953 void account_system_time(struct task_struct *p, int hardirq_offset,
4954                          cputime_t cputime, cputime_t cputime_scaled)
4955 {
4956         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4957         cputime64_t tmp;
4958
4959         if ((p->flags & PF_VCPU) && (irq_count() - hardirq_offset == 0)) {
4960                 account_guest_time(p, cputime, cputime_scaled);
4961                 return;
4962         }
4963
4964         /* Add system time to process. */
4965         p->stime = cputime_add(p->stime, cputime);
4966         p->stimescaled = cputime_add(p->stimescaled, cputime_scaled);
4967         account_group_system_time(p, cputime);
4968
4969         /* Add system time to cpustat. */
4970         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
4971         if (hardirq_count() - hardirq_offset)
4972                 cpustat->irq = cputime64_add(cpustat->irq, tmp);
4973         else if (softirq_count())
4974                 cpustat->softirq = cputime64_add(cpustat->softirq, tmp);
4975         else
4976                 cpustat->system = cputime64_add(cpustat->system, tmp);
4977
4978         cpuacct_update_stats(p, CPUACCT_STAT_SYSTEM, cputime);
4979
4980         /* Account for system time used */
4981         acct_update_integrals(p);
4982 }
4983
4984 /*
4985  * Account for involuntary wait time.
4986  * @steal: the cpu time spent in involuntary wait
4987  */
4988 void account_steal_time(cputime_t cputime)
4989 {
4990         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4991         cputime64_t cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
4992
4993         cpustat->steal = cputime64_add(cpustat->steal, cputime64);
4994 }
4995
4996 /*
4997  * Account for idle time.
4998  * @cputime: the cpu time spent in idle wait
4999  */
5000 void account_idle_time(cputime_t cputime)
5001 {
5002         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
5003         cputime64_t cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
5004         struct rq *rq = this_rq();
5005
5006         if (atomic_read(&rq->nr_iowait) > 0)
5007                 cpustat->iowait = cputime64_add(cpustat->iowait, cputime64);
5008         else
5009                 cpustat->idle = cputime64_add(cpustat->idle, cputime64);
5010 }
5011
5012 #ifndef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
5013
5014 /*
5015  * Account a single tick of cpu time.
5016  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
5017  * @user_tick: indicates if the tick is a user or a system tick
5018  */
5019 void account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick)
5020 {
5021         cputime_t one_jiffy = jiffies_to_cputime(1);
5022         cputime_t one_jiffy_scaled = cputime_to_scaled(one_jiffy);
5023         struct rq *rq = this_rq();
5024
5025         if (user_tick)
5026                 account_user_time(p, one_jiffy, one_jiffy_scaled);
5027         else if ((p != rq->idle) || (irq_count() != HARDIRQ_OFFSET))
5028                 account_system_time(p, HARDIRQ_OFFSET, one_jiffy,
5029                                     one_jiffy_scaled);
5030         else
5031                 account_idle_time(one_jiffy);
5032 }
5033
5034 /*
5035  * Account multiple ticks of steal time.
5036  * @p: the process from which the cpu time has been stolen
5037  * @ticks: number of stolen ticks
5038  */
5039 void account_steal_ticks(unsigned long ticks)
5040 {
5041         account_steal_time(jiffies_to_cputime(ticks));
5042 }
5043
5044 /*
5045  * Account multiple ticks of idle time.
5046  * @ticks: number of stolen ticks
5047  */
5048 void account_idle_ticks(unsigned long ticks)
5049 {
5050         account_idle_time(jiffies_to_cputime(ticks));
5051 }
5052
5053 #endif
5054
5055 /*
5056  * Use precise platform statistics if available:
5057  */
5058 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
5059 cputime_t task_utime(struct task_struct *p)
5060 {
5061         return p->utime;
5062 }
5063
5064 cputime_t task_stime(struct task_struct *p)
5065 {
5066         return p->stime;
5067 }
5068 #else
5069 cputime_t task_utime(struct task_struct *p)
5070 {
5071         clock_t utime = cputime_to_clock_t(p->utime),
5072                 total = utime + cputime_to_clock_t(p->stime);
5073         u64 temp;
5074
5075         /*
5076          * Use CFS's precise accounting:
5077          */
5078         temp = (u64)nsec_to_clock_t(p->se.sum_exec_runtime);
5079
5080         if (total) {
5081                 temp *= utime;
5082                 do_div(temp, total);
5083         }
5084         utime = (clock_t)temp;
5085
5086         p->prev_utime = max(p->prev_utime, clock_t_to_cputime(utime));
5087         return p->prev_utime;
5088 }
5089
5090 cputime_t task_stime(struct task_struct *p)
5091 {
5092         clock_t stime;
5093
5094         /*
5095          * Use CFS's precise accounting. (we subtract utime from
5096          * the total, to make sure the total observed by userspace
5097          * grows monotonically - apps rely on that):
5098          */
5099         stime = nsec_to_clock_t(p->se.sum_exec_runtime) -
5100                         cputime_to_clock_t(task_utime(p));
5101
5102         if (stime >= 0)
5103                 p->prev_stime = max(p->prev_stime, clock_t_to_cputime(stime));
5104
5105         return p->prev_stime;
5106 }
5107 #endif
5108
5109 inline cputime_t task_gtime(struct task_struct *p)
5110 {
5111         return p->gtime;
5112 }
5113
5114 /*
5115  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
5116  * We call it with interrupts disabled.
5117  *
5118  * It also gets called by the fork code, when changing the parent's
5119  * timeslices.
5120  */
5121 void scheduler_tick(void)
5122 {
5123         int cpu = smp_processor_id();
5124         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5125         struct task_struct *curr = rq->curr;
5126
5127         sched_clock_tick();
5128
5129         spin_lock(&rq->lock);
5130         update_rq_clock(rq);
5131         update_cpu_load(rq);
5132         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
5133         spin_unlock(&rq->lock);
5134
5135         perf_counter_task_tick(curr, cpu);
5136
5137 #ifdef CONFIG_SMP
5138         rq->idle_at_tick = idle_cpu(cpu);
5139         trigger_load_balance(rq, cpu);
5140 #endif
5141 }
5142
5143 notrace unsigned long get_parent_ip(unsigned long addr)
5144 {
5145         if (in_lock_functions(addr)) {
5146                 addr = CALLER_ADDR2;
5147                 if (in_lock_functions(addr))
5148                         addr = CALLER_ADDR3;
5149         }
5150         return addr;
5151 }
5152
5153 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
5154                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
5155
5156 void __kprobes add_preempt_count(int val)
5157 {
5158 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5159         /*
5160          * Underflow?
5161          */
5162         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
5163                 return;
5164 #endif
5165         preempt_count() += val;
5166 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5167         /*
5168          * Spinlock count overflowing soon?
5169          */
5170         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
5171                                 PREEMPT_MASK - 10);
5172 #endif
5173         if (preempt_count() == val)
5174                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
5175 }
5176 EXPORT_SYMBOL(add_preempt_count);
5177
5178 void __kprobes sub_preempt_count(int val)
5179 {
5180 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5181         /*
5182          * Underflow?
5183          */
5184         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
5185                 return;
5186         /*
5187          * Is the spinlock portion underflowing?
5188          */
5189         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
5190                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
5191                 return;
5192 #endif
5193
5194         if (preempt_count() == val)
5195                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
5196         preempt_count() -= val;
5197 }
5198 EXPORT_SYMBOL(sub_preempt_count);
5199
5200 #endif
5201
5202 /*
5203  * Print scheduling while atomic bug:
5204  */
5205 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
5206 {
5207         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
5208
5209         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
5210                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
5211
5212         debug_show_held_locks(prev);
5213         print_modules();
5214         if (irqs_disabled())
5215                 print_irqtrace_events(prev);
5216
5217         if (regs)
5218                 show_regs(regs);
5219         else
5220                 dump_stack();
5221 }
5222
5223 /*
5224  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
5225  */
5226 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
5227 {
5228         /*
5229          * Test if we are atomic. Since do_exit() needs to call into
5230          * schedule() atomically, we ignore that path for now.
5231          * Otherwise, whine if we are scheduling when we should not be.
5232          */
5233         if (unlikely(in_atomic_preempt_off() && !prev->exit_state))
5234                 __schedule_bug(prev);
5235
5236         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
5237
5238         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
5239 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
5240         if (unlikely(prev->lock_depth >= 0)) {
5241                 schedstat_inc(this_rq(), bkl_count);
5242                 schedstat_inc(prev, sched_info.bkl_count);
5243         }
5244 #endif
5245 }
5246
5247 static void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5248 {
5249         if (prev->state == TASK_RUNNING) {
5250                 u64 runtime = prev->se.sum_exec_runtime;
5251
5252                 runtime -= prev->se.prev_sum_exec_runtime;
5253                 runtime = min_t(u64, runtime, 2*sysctl_sched_migration_cost);
5254
5255                 /*
5256                  * In order to avoid avg_overlap growing stale when we are
5257                  * indeed overlapping and hence not getting put to sleep, grow
5258                  * the avg_overlap on preemption.
5259                  *
5260                  * We use the average preemption runtime because that
5261                  * correlates to the amount of cache footprint a task can
5262                  * build up.
5263                  */
5264                 update_avg(&prev->se.avg_overlap, runtime);
5265         }
5266         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
5267 }
5268
5269 /*
5270  * Pick up the highest-prio task:
5271  */
5272 static inline struct task_struct *
5273 pick_next_task(struct rq *rq)
5274 {
5275         const struct sched_class *class;
5276         struct task_struct *p;
5277
5278         /*
5279          * Optimization: we know that if all tasks are in
5280          * the fair class we can call that function directly:
5281          */
5282         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.nr_running)) {
5283                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq);
5284                 if (likely(p))
5285                         return p;
5286         }
5287
5288         class = sched_class_highest;
5289         for ( ; ; ) {
5290                 p = class->pick_next_task(rq);
5291                 if (p)
5292                         return p;
5293                 /*
5294                  * Will never be NULL as the idle class always
5295                  * returns a non-NULL p:
5296                  */
5297                 class = class->next;
5298         }
5299 }
5300
5301 /*
5302  * schedule() is the main scheduler function.
5303  */
5304 asmlinkage void __sched schedule(void)
5305 {
5306         struct task_struct *prev, *next;
5307         unsigned long *switch_count;
5308         struct rq *rq;
5309         int cpu;
5310
5311 need_resched:
5312         preempt_disable();
5313         cpu = smp_processor_id();
5314         rq = cpu_rq(cpu);
5315         rcu_qsctr_inc(cpu);
5316         prev = rq->curr;
5317         switch_count = &prev->nivcsw;
5318
5319         release_kernel_lock(prev);
5320 need_resched_nonpreemptible:
5321
5322         schedule_debug(prev);
5323
5324         if (sched_feat(HRTICK))
5325                 hrtick_clear(rq);
5326
5327         spin_lock_irq(&rq->lock);
5328         update_rq_clock(rq);
5329         clear_tsk_need_resched(prev);
5330
5331         if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
5332                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev)))
5333                         prev->state = TASK_RUNNING;
5334                 else
5335                         deactivate_task(rq, prev, 1);
5336                 switch_count = &prev->nvcsw;
5337         }
5338
5339 #ifdef CONFIG_SMP
5340         if (prev->sched_class->pre_schedule)
5341                 prev->sched_class->pre_schedule(rq, prev);
5342 #endif
5343
5344         if (unlikely(!rq->nr_running))
5345                 idle_balance(cpu, rq);
5346
5347         put_prev_task(rq, prev);
5348         next = pick_next_task(rq);
5349
5350         if (likely(prev != next)) {
5351                 sched_info_switch(prev, next);
5352                 perf_counter_task_sched_out(prev, next, cpu);
5353
5354                 rq->nr_switches++;
5355                 rq->curr = next;
5356                 ++*switch_count;
5357
5358                 context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
5359                 /*
5360                  * the context switch might have flipped the stack from under
5361                  * us, hence refresh the local variables.
5362                  */
5363                 cpu = smp_processor_id();
5364                 rq = cpu_rq(cpu);
5365         } else
5366                 spin_unlock_irq(&rq->lock);
5367
5368         if (unlikely(reacquire_kernel_lock(current) < 0))
5369                 goto need_resched_nonpreemptible;
5370
5371         preempt_enable_no_resched();
5372         if (need_resched())
5373                 goto need_resched;
5374 }
5375 EXPORT_SYMBOL(schedule);
5376
5377 #ifdef CONFIG_SMP
5378 /*
5379  * Look out! "owner" is an entirely speculative pointer
5380  * access and not reliable.
5381  */
5382 int mutex_spin_on_owner(struct mutex *lock, struct thread_info *owner)
5383 {
5384         unsigned int cpu;
5385         struct rq *rq;
5386
5387         if (!sched_feat(OWNER_SPIN))
5388                 return 0;
5389
5390 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
5391         /*
5392          * Need to access the cpu field knowing that
5393          * DEBUG_PAGEALLOC could have unmapped it if
5394          * the mutex owner just released it and exited.
5395          */
5396         if (probe_kernel_address(&owner->cpu, cpu))
5397                 goto out;
5398 #else
5399         cpu = owner->cpu;
5400 #endif
5401
5402         /*
5403          * Even if the access succeeded (likely case),
5404          * the cpu field may no longer be valid.
5405          */
5406         if (cpu >= nr_cpumask_bits)
5407                 goto out;
5408
5409         /*
5410          * We need to validate that we can do a
5411          * get_cpu() and that we have the percpu area.
5412          */
5413         if (!cpu_online(cpu))
5414                 goto out;
5415
5416         rq = cpu_rq(cpu);
5417
5418         for (;;) {
5419                 /*
5420                  * Owner changed, break to re-assess state.
5421                  */
5422                 if (lock->owner != owner)
5423                         break;
5424
5425                 /*
5426                  * Is that owner really running on that cpu?
5427                  */
5428                 if (task_thread_info(rq->curr) != owner || need_resched())
5429                         return 0;
5430
5431                 cpu_relax();
5432         }
5433 out:
5434         return 1;
5435 }
5436 #endif
5437
5438 #ifdef CONFIG_PREEMPT
5439 /*
5440  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
5441  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
5442  * occur there and call schedule directly.
5443  */
5444 asmlinkage void __sched preempt_schedule(void)
5445 {
5446         struct thread_info *ti = current_thread_info();
5447
5448         /*
5449          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
5450          * we do not want to preempt the current task. Just return..
5451          */
5452         if (likely(ti->preempt_count || irqs_disabled()))
5453                 return;
5454
5455         do {
5456                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5457                 schedule();
5458                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5459
5460                 /*
5461                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
5462                  * between schedule and now.
5463                  */
5464                 barrier();
5465         } while (need_resched());
5466 }
5467 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
5468
5469 /*
5470  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
5471  * off of irq context.
5472  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
5473  * protect us against recursive calling from irq.
5474  */
5475 asmlinkage void __sched preempt_schedule_irq(void)
5476 {
5477         struct thread_info *ti = current_thread_info();
5478
5479         /* Catch callers which need to be fixed */
5480         BUG_ON(ti->preempt_count || !irqs_disabled());
5481
5482         do {
5483                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5484                 local_irq_enable();
5485                 schedule();
5486                 local_irq_disable();
5487                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5488
5489                 /*
5490                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
5491                  * between schedule and now.
5492                  */
5493                 barrier();
5494         } while (need_resched());
5495 }
5496
5497 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
5498
5499 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int sync,
5500                           void *key)
5501 {
5502         return try_to_wake_up(curr->private, mode, sync);
5503 }
5504 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
5505
5506 /*
5507  * The core wakeup function. Non-exclusive wakeups (nr_exclusive == 0) just
5508  * wake everything up. If it's an exclusive wakeup (nr_exclusive == small +ve
5509  * number) then we wake all the non-exclusive tasks and one exclusive task.
5510  *
5511  * There are circumstances in which we can try to wake a task which has already
5512  * started to run but is not in state TASK_RUNNING. try_to_wake_up() returns
5513  * zero in this (rare) case, and we handle it by continuing to scan the queue.
5514  */
5515 static void __wake_up_common(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5516                         int nr_exclusive, int sync, void *key)
5517 {
5518         wait_queue_t *curr, *next;
5519
5520         list_for_each_entry_safe(curr, next, &q->task_list, task_list) {
5521                 unsigned flags = curr->flags;
5522
5523                 if (curr->func(curr, mode, sync, key) &&
5524                                 (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) && !--nr_exclusive)
5525                         break;
5526         }
5527 }
5528
5529 /**
5530  * __wake_up - wake up threads blocked on a waitqueue.
5531  * @q: the waitqueue
5532  * @mode: which threads
5533  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
5534  * @key: is directly passed to the wakeup function
5535  *
5536  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5537  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5538  */
5539 void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5540                         int nr_exclusive, void *key)
5541 {
5542         unsigned long flags;
5543
5544         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5545         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, 0, key);
5546         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5547 }
5548 EXPORT_SYMBOL(__wake_up);
5549
5550 /*
5551  * Same as __wake_up but called with the spinlock in wait_queue_head_t held.
5552  */
5553 void __wake_up_locked(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode)
5554 {
5555         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, NULL);
5556 }
5557
5558 void __wake_up_locked_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, void *key)
5559 {
5560         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, key);
5561 }
5562
5563 /**
5564  * __wake_up_sync_key - wake up threads blocked on a waitqueue.
5565  * @q: the waitqueue
5566  * @mode: which threads
5567  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
5568  * @key: opaque value to be passed to wakeup targets
5569  *
5570  * The sync wakeup differs that the waker knows that it will schedule
5571  * away soon, so while the target thread will be woken up, it will not
5572  * be migrated to another CPU - ie. the two threads are 'synchronized'
5573  * with each other. This can prevent needless bouncing between CPUs.
5574  *
5575  * On UP it can prevent extra preemption.
5576  *
5577  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5578  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5579  */
5580 void __wake_up_sync_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5581                         int nr_exclusive, void *key)
5582 {
5583         unsigned long flags;
5584         int sync = 1;
5585
5586         if (unlikely(!q))
5587                 return;
5588
5589         if (unlikely(!nr_exclusive))
5590                 sync = 0;
5591
5592         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5593         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, sync, key);
5594         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5595 }
5596 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync_key);
5597
5598 /*
5599  * __wake_up_sync - see __wake_up_sync_key()
5600  */
5601 void __wake_up_sync(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr_exclusive)
5602 {
5603         __wake_up_sync_key(q, mode, nr_exclusive, NULL);
5604 }
5605 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync);      /* For internal use only */
5606
5607 /**
5608  * complete: - signals a single thread waiting on this completion
5609  * @x:  holds the state of this particular completion
5610  *
5611  * This will wake up a single thread waiting on this completion. Threads will be
5612  * awakened in the same order in which they were queued.
5613  *
5614  * See also complete_all(), wait_for_completion() and related routines.
5615  *
5616  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5617  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5618  */
5619 void complete(struct completion *x)
5620 {
5621         unsigned long flags;
5622
5623         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
5624         x->done++;
5625         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 1, 0, NULL);
5626         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
5627 }
5628 EXPORT_SYMBOL(complete);
5629
5630 /**
5631  * complete_all: - signals all threads waiting on this completion
5632  * @x:  holds the state of this particular completion
5633  *
5634  * This will wake up all threads waiting on this particular completion event.
5635  *
5636  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5637  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5638  */
5639 void complete_all(struct completion *x)
5640 {
5641         unsigned long flags;
5642
5643         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
5644         x->done += UINT_MAX/2;
5645         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 0, 0, NULL);
5646         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
5647 }
5648 EXPORT_SYMBOL(complete_all);
5649
5650 static inline long __sched
5651 do_wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
5652 {
5653         if (!x->done) {
5654                 DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
5655
5656                 wait.flags |= WQ_FLAG_EXCLUSIVE;
5657                 __add_wait_queue_tail(&x->wait, &wait);
5658                 do {
5659                         if (signal_pending_state(state, current)) {
5660                                 timeout = -ERESTARTSYS;
5661                                 break;
5662                         }
5663                         __set_current_state(state);
5664                         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5665                         timeout = schedule_timeout(timeout);
5666                         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5667                 } while (!x->done && timeout);
5668                 __remove_wait_queue(&x->wait, &wait);
5669                 if (!x->done)
5670                         return timeout;
5671         }
5672         x->done--;
5673         return timeout ?: 1;
5674 }
5675
5676 static long __sched
5677 wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
5678 {
5679         might_sleep();
5680
5681         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5682         timeout = do_wait_for_common(x, timeout, state);
5683         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5684         return timeout;
5685 }
5686
5687 /**
5688  * wait_for_completion: - waits for completion of a task
5689  * @x:  holds the state of this particular completion
5690  *
5691  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It is NOT
5692  * interruptible and there is no timeout.
5693  *
5694  * See also similar routines (i.e. wait_for_completion_timeout()) with timeout
5695  * and interrupt capability. Also see complete().
5696  */
5697 void __sched wait_for_completion(struct completion *x)
5698 {
5699         wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
5700 }
5701 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion);
5702
5703 /**
5704  * wait_for_completion_timeout: - waits for completion of a task (w/timeout)
5705  * @x:  holds the state of this particular completion
5706  * @timeout:  timeout value in jiffies
5707  *
5708  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
5709  * specified timeout to expire. The timeout is in jiffies. It is not
5710  * interruptible.
5711  */
5712 unsigned long __sched
5713 wait_for_completion_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
5714 {
5715         return wait_for_common(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
5716 }
5717 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_timeout);
5718
5719 /**
5720  * wait_for_completion_interruptible: - waits for completion of a task (w/intr)
5721  * @x:  holds the state of this particular completion
5722  *
5723  * This waits for completion of a specific task to be signaled. It is
5724  * interruptible.
5725  */
5726 int __sched wait_for_completion_interruptible(struct completion *x)
5727 {
5728         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_INTERRUPTIBLE);
5729         if (t == -ERESTARTSYS)
5730                 return t;
5731         return 0;
5732 }
5733 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible);
5734
5735 /**
5736  * wait_for_completion_interruptible_timeout: - waits for completion (w/(to,intr))
5737  * @x:  holds the state of this particular completion
5738  * @timeout:  timeout value in jiffies
5739  *
5740  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
5741  * specified timeout to expire. It is interruptible. The timeout is in jiffies.
5742  */
5743 unsigned long __sched
5744 wait_for_completion_interruptible_timeout(struct completion *x,
5745                                           unsigned long timeout)
5746 {
5747         return wait_for_common(x, timeout, TASK_INTERRUPTIBLE);
5748 }
5749 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible_timeout);
5750
5751 /**
5752  * wait_for_completion_killable: - waits for completion of a task (killable)
5753  * @x:  holds the state of this particular completion
5754  *
5755  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It can be
5756  * interrupted by a kill signal.
5757  */
5758 int __sched wait_for_completion_killable(struct completion *x)
5759 {
5760         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_KILLABLE);
5761         if (t == -ERESTARTSYS)
5762                 return t;
5763         return 0;
5764 }
5765 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable);
5766
5767 /**
5768  *      try_wait_for_completion - try to decrement a completion without blocking
5769  *      @x:     completion structure
5770  *
5771  *      Returns: 0 if a decrement cannot be done without blocking
5772  *               1 if a decrement succeeded.
5773  *
5774  *      If a completion is being used as a counting completion,
5775  *      attempt to decrement the counter without blocking. This
5776  *      enables us to avoid waiting if the resource the completion
5777  *      is protecting is not available.
5778  */
5779 bool try_wait_for_completion(struct completion *x)
5780 {
5781         int ret = 1;
5782
5783         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5784         if (!x->done)
5785                 ret = 0;
5786         else
5787                 x->done--;
5788         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5789         return ret;
5790 }
5791 EXPORT_SYMBOL(try_wait_for_completion);
5792
5793 /**
5794  *      completion_done - Test to see if a completion has any waiters
5795  *      @x:     completion structure
5796  *
5797  *      Returns: 0 if there are waiters (wait_for_completion() in progress)
5798  *               1 if there are no waiters.
5799  *
5800  */
5801 bool completion_done(struct completion *x)
5802 {
5803         int ret = 1;
5804
5805         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5806         if (!x->done)
5807                 ret = 0;
5808         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5809         return ret;
5810 }
5811 EXPORT_SYMBOL(completion_done);
5812
5813 static long __sched
5814 sleep_on_common(wait_queue_head_t *q, int state, long timeout)
5815 {
5816         unsigned long flags;
5817         wait_queue_t wait;
5818
5819         init_waitqueue_entry(&wait, current);
5820
5821         __set_current_state(state);
5822
5823         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5824         __add_wait_queue(q, &wait);
5825         spin_unlock(&q->lock);
5826         timeout = schedule_timeout(timeout);
5827         spin_lock_irq(&q->lock);
5828         __remove_wait_queue(q, &wait);
5829         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5830
5831         return timeout;
5832 }
5833
5834 void __sched interruptible_sleep_on(wait_queue_head_t *q)
5835 {
5836         sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
5837 }
5838 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on);
5839
5840 long __sched
5841 interruptible_sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
5842 {
5843         return sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, timeout);
5844 }
5845 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on_timeout);
5846
5847 void __sched sleep_on(wait_queue_head_t *q)
5848 {
5849         sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
5850 }
5851 EXPORT_SYMBOL(sleep_on);
5852
5853 long __sched sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
5854 {
5855         return sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, timeout);
5856 }
5857 EXPORT_SYMBOL(sleep_on_timeout);
5858
5859 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
5860
5861 /*
5862  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
5863  * @p: task
5864  * @prio: prio value (kernel-internal form)
5865  *
5866  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
5867  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
5868  *
5869  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance logic.
5870  */
5871 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
5872 {
5873         unsigned long flags;
5874         int oldprio, on_rq, running;
5875         struct rq *rq;
5876         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
5877
5878         BUG_ON(prio < 0 || prio > MAX_PRIO);
5879
5880         rq = task_rq_lock(p, &flags);
5881         update_rq_clock(rq);
5882
5883         oldprio = p->prio;
5884         on_rq = p->se.on_rq;
5885         running = task_current(rq, p);
5886         if (on_rq)
5887                 dequeue_task(rq, p, 0);
5888         if (running)
5889                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
5890
5891         if (rt_prio(prio))
5892                 p->sched_class = &rt_sched_class;
5893         else
5894                 p->sched_class = &fair_sched_class;
5895
5896         p->prio = prio;
5897
5898         if (running)
5899                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
5900         if (on_rq) {
5901                 enqueue_task(rq, p, 0);
5902
5903                 check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio, running);
5904         }
5905         task_rq_unlock(rq, &flags);
5906 }
5907
5908 #endif
5909
5910 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
5911 {
5912         int old_prio, delta, on_rq;
5913         unsigned long flags;
5914         struct rq *rq;
5915
5916         if (TASK_NICE(p) == nice || nice < -20 || nice > 19)
5917                 return;
5918         /*
5919          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
5920          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
5921          */
5922         rq = task_rq_lock(p, &flags);
5923         update_rq_clock(rq);
5924         /*
5925          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
5926          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
5927          * it wont have any effect on scheduling until the task is
5928          * SCHED_FIFO/SCHED_RR:
5929          */
5930         if (task_has_rt_policy(p)) {
5931                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
5932                 goto out_unlock;
5933         }
5934         on_rq = p->se.on_rq;
5935         if (on_rq)
5936                 dequeue_task(rq, p, 0);
5937
5938         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
5939         set_load_weight(p);
5940         old_prio = p->prio;
5941         p->prio = effective_prio(p);
5942         delta = p->prio - old_prio;
5943
5944         if (on_rq) {
5945                 enqueue_task(rq, p, 0);
5946                 /*
5947                  * If the task increased its priority or is running and
5948                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
5949                  */
5950                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
5951                         resched_task(rq->curr);
5952         }
5953 out_unlock:
5954         task_rq_unlock(rq, &flags);
5955 }
5956 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
5957
5958 /*
5959  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
5960  * @p: task
5961  * @nice: nice value
5962  */
5963 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
5964 {
5965         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
5966         int nice_rlim = 20 - nice;
5967
5968         return (nice_rlim <= p->signal->rlim[RLIMIT_NICE].rlim_cur ||
5969                 capable(CAP_SYS_NICE));
5970 }
5971
5972 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
5973
5974 /*
5975  * sys_nice - change the priority of the current process.
5976  * @increment: priority increment
5977  *
5978  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
5979  * does similar things.
5980  */
5981 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
5982 {
5983         long nice, retval;
5984
5985         /*
5986          * Setpriority might change our priority at the same moment.
5987          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
5988          * and we have a single winner.
5989          */
5990         if (increment < -40)
5991                 increment = -40;
5992         if (increment > 40)
5993                 increment = 40;
5994
5995         nice = TASK_NICE(current) + increment;
5996         if (nice < -20)
5997                 nice = -20;
5998         if (nice > 19)
5999                 nice = 19;
6000
6001         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
6002                 return -EPERM;
6003
6004         retval = security_task_setnice(current, nice);
6005         if (retval)
6006                 return retval;
6007
6008         set_user_nice(current, nice);
6009         return 0;
6010 }
6011
6012 #endif
6013
6014 /**
6015  * task_prio - return the priority value of a given task.
6016  * @p: the task in question.
6017  *
6018  * This is the priority value as seen by users in /proc.
6019  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
6020  * around 0, value goes from -16 to +15.
6021  */
6022 int task_prio(const struct task_struct *p)
6023 {
6024         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
6025 }
6026
6027 /**
6028  * task_nice - return the nice value of a given task.
6029  * @p: the task in question.
6030  */
6031 int task_nice(const struct task_struct *p)
6032 {
6033         return TASK_NICE(p);
6034 }
6035 EXPORT_SYMBOL(task_nice);
6036
6037 /**
6038  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
6039  * @cpu: the processor in question.
6040  */
6041 int idle_cpu(int cpu)
6042 {
6043         return cpu_curr(cpu) == cpu_rq(cpu)->idle;
6044 }
6045
6046 /**
6047  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
6048  * @cpu: the processor in question.
6049  */
6050 struct task_struct *idle_task(int cpu)
6051 {
6052         return cpu_rq(cpu)->idle;
6053 }
6054
6055 /**
6056  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
6057  * @pid: the pid in question.
6058  */
6059 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
6060 {
6061         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
6062 }
6063
6064 /* Actually do priority change: must hold rq lock. */
6065 static void
6066 __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p, int policy, int prio)
6067 {
6068         BUG_ON(p->se.on_rq);
6069
6070         p->policy = policy;
6071         switch (p->policy) {
6072         case SCHED_NORMAL:
6073         case SCHED_BATCH:
6074         case SCHED_IDLE:
6075                 p->sched_class = &fair_sched_class;
6076                 break;
6077         case SCHED_FIFO:
6078         case SCHED_RR:
6079                 p->sched_class = &rt_sched_class;
6080                 break;
6081         }
6082
6083         p->rt_priority = prio;
6084         p->normal_prio = normal_prio(p);
6085         /* we are holding p->pi_lock already */
6086         p->prio = rt_mutex_getprio(p);
6087         set_load_weight(p);
6088 }
6089
6090 /*
6091  * check the target process has a UID that matches the current process's
6092  */
6093 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
6094 {
6095         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
6096         bool match;
6097
6098         rcu_read_lock();
6099         pcred = __task_cred(p);
6100         match = (cred->euid == pcred->euid ||
6101                  cred->euid == pcred->uid);
6102         rcu_read_unlock();
6103         return match;
6104 }
6105
6106 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
6107                                 struct sched_param *param, bool user)
6108 {
6109         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, on_rq, running;
6110         unsigned long flags;
6111         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
6112         struct rq *rq;
6113         int reset_on_fork;
6114
6115         /* may grab non-irq protected spin_locks */
6116         BUG_ON(in_interrupt());
6117 recheck:
6118         /* double check policy once rq lock held */
6119         if (policy < 0) {
6120                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
6121                 policy = oldpolicy = p->policy;
6122         } else {
6123                 reset_on_fork = !!(policy & SCHED_RESET_ON_FORK);
6124                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
6125
6126                 if (policy != SCHED_FIFO && policy != SCHED_RR &&
6127                                 policy != SCHED_NORMAL && policy != SCHED_BATCH &&
6128                                 policy != SCHED_IDLE)
6129                         return -EINVAL;
6130         }
6131
6132         /*
6133          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
6134          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
6135          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
6136          */
6137         if (param->sched_priority < 0 ||
6138             (p->mm && param->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
6139             (!p->mm && param->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
6140                 return -EINVAL;
6141         if (rt_policy(policy) != (param->sched_priority != 0))
6142                 return -EINVAL;
6143
6144         /*
6145          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
6146          */
6147         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
6148                 if (rt_policy(policy)) {
6149                         unsigned long rlim_rtprio;
6150
6151                         if (!lock_task_sighand(p, &flags))
6152                                 return -ESRCH;
6153                         rlim_rtprio = p->signal->rlim[RLIMIT_RTPRIO].rlim_cur;
6154                         unlock_task_sighand(p, &flags);
6155
6156                         /* can't set/change the rt policy */
6157                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
6158                                 return -EPERM;
6159
6160                         /* can't increase priority */
6161                         if (param->sched_priority > p->rt_priority &&
6162                             param->sched_priority > rlim_rtprio)
6163                                 return -EPERM;
6164                 }
6165                 /*
6166                  * Like positive nice levels, dont allow tasks to
6167                  * move out of SCHED_IDLE either:
6168                  */
6169                 if (p->policy == SCHED_IDLE && policy != SCHED_IDLE)
6170                         return -EPERM;
6171
6172                 /* can't change other user's priorities */
6173                 if (!check_same_owner(p))
6174                         return -EPERM;
6175
6176                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag */
6177                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
6178                         return -EPERM;
6179         }
6180
6181         if (user) {
6182 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6183                 /*
6184                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
6185                  * assigned.
6186                  */
6187                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
6188                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
6189                         return -EPERM;
6190 #endif
6191
6192                 retval = security_task_setscheduler(p, policy, param);
6193                 if (retval)
6194                         return retval;
6195         }
6196
6197         /*
6198          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
6199          * changing the priority of the task:
6200          */
6201         spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
6202         /*
6203          * To be able to change p->policy safely, the apropriate
6204          * runqueue lock must be held.
6205          */
6206         rq = __task_rq_lock(p);
6207         /* recheck policy now with rq lock held */
6208         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
6209                 policy = oldpolicy = -1;
6210                 __task_rq_unlock(rq);
6211                 spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
6212                 goto recheck;
6213         }
6214         update_rq_clock(rq);
6215         on_rq = p->se.on_rq;
6216         running = task_current(rq, p);
6217         if (on_rq)
6218                 deactivate_task(rq, p, 0);
6219         if (running)
6220                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
6221
6222         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
6223
6224         oldprio = p->prio;
6225         __setscheduler(rq, p, policy, param->sched_priority);
6226
6227         if (running)
6228                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
6229         if (on_rq) {
6230                 activate_task(rq, p, 0);
6231
6232                 check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio, running);
6233         }
6234         __task_rq_unlock(rq);
6235         spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
6236
6237         rt_mutex_adjust_pi(p);
6238
6239         return 0;
6240 }
6241
6242 /**
6243  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
6244  * @p: the task in question.
6245  * @policy: new policy.
6246  * @param: structure containing the new RT priority.
6247  *
6248  * NOTE that the task may be already dead.
6249  */
6250 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
6251                        struct sched_param *param)
6252 {
6253         return __sched_setscheduler(p, policy, param, true);
6254 }
6255 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
6256
6257 /**
6258  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
6259  * @p: the task in question.
6260  * @policy: new policy.
6261  * @param: structure containing the new RT priority.
6262  *
6263  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
6264  * current context has permission.  For example, this is needed in
6265  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
6266  * but our caller might not have that capability.
6267  */
6268 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
6269                                struct sched_param *param)
6270 {
6271         return __sched_setscheduler(p, policy, param, false);
6272 }
6273
6274 static int
6275 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
6276 {
6277         struct sched_param lparam;
6278         struct task_struct *p;
6279         int retval;
6280
6281         if (!param || pid < 0)
6282                 return -EINVAL;
6283         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
6284                 return -EFAULT;
6285
6286         rcu_read_lock();
6287         retval = -ESRCH;
6288         p = find_process_by_pid(pid);
6289         if (p != NULL)
6290                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
6291         rcu_read_unlock();
6292
6293         return retval;
6294 }
6295
6296 /**
6297  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
6298  * @pid: the pid in question.
6299  * @policy: new policy.
6300  * @param: structure containing the new RT priority.
6301  */
6302 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
6303                 struct sched_param __user *, param)
6304 {
6305         /* negative values for policy are not valid */
6306         if (policy < 0)
6307                 return -EINVAL;
6308
6309         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
6310 }
6311
6312 /**
6313  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
6314  * @pid: the pid in question.
6315  * @param: structure containing the new RT priority.
6316  */
6317 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
6318 {
6319         return do_sched_setscheduler(pid, -1, param);
6320 }
6321
6322 /**
6323  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
6324  * @pid: the pid in question.
6325  */
6326 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
6327 {
6328         struct task_struct *p;
6329         int retval;
6330
6331         if (pid < 0)
6332                 return -EINVAL;
6333
6334         retval = -ESRCH;
6335         read_lock(&tasklist_lock);
6336         p = find_process_by_pid(pid);
6337         if (p) {
6338                 retval = security_task_getscheduler(p);
6339                 if (!retval)
6340                         retval = p->policy
6341                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
6342         }
6343         read_unlock(&tasklist_lock);
6344         return retval;
6345 }
6346
6347 /**
6348  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
6349  * @pid: the pid in question.
6350  * @param: structure containing the RT priority.
6351  */
6352 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
6353 {
6354         struct sched_param lp;
6355         struct task_struct *p;
6356         int retval;
6357
6358         if (!param || pid < 0)
6359                 return -EINVAL;
6360
6361         read_lock(&tasklist_lock);
6362         p = find_process_by_pid(pid);
6363         retval = -ESRCH;
6364         if (!p)
6365                 goto out_unlock;
6366
6367         retval = security_task_getscheduler(p);
6368         if (retval)
6369                 goto out_unlock;
6370
6371         lp.sched_priority = p->rt_priority;
6372         read_unlock(&tasklist_lock);
6373
6374         /*
6375          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
6376          */
6377         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
6378
6379         return retval;
6380
6381 out_unlock:
6382         read_unlock(&tasklist_lock);
6383         return retval;
6384 }
6385
6386 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
6387 {
6388         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
6389         struct task_struct *p;
6390         int retval;
6391
6392         get_online_cpus();
6393         read_lock(&tasklist_lock);
6394
6395         p = find_process_by_pid(pid);
6396         if (!p) {
6397                 read_unlock(&tasklist_lock);
6398                 put_online_cpus();
6399                 return -ESRCH;
6400         }
6401
6402         /*
6403          * It is not safe to call set_cpus_allowed with the
6404          * tasklist_lock held. We will bump the task_struct's
6405          * usage count and then drop tasklist_lock.
6406          */
6407         get_task_struct(p);
6408         read_unlock(&tasklist_lock);
6409
6410         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
6411                 retval = -ENOMEM;
6412                 goto out_put_task;
6413         }
6414         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
6415                 retval = -ENOMEM;
6416                 goto out_free_cpus_allowed;
6417         }
6418         retval = -EPERM;
6419         if (!check_same_owner(p) && !capable(CAP_SYS_NICE))
6420                 goto out_unlock;
6421
6422         retval = security_task_setscheduler(p, 0, NULL);
6423         if (retval)
6424                 goto out_unlock;
6425
6426         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
6427         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
6428  again:
6429         retval = set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
6430
6431         if (!retval) {
6432                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
6433                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
6434                         /*
6435                          * We must have raced with a concurrent cpuset
6436                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
6437                          * cpuset's cpus_allowed
6438                          */
6439                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
6440                         goto again;
6441                 }
6442         }
6443 out_unlock:
6444         free_cpumask_var(new_mask);
6445 out_free_cpus_allowed:
6446         free_cpumask_var(cpus_allowed);
6447 out_put_task:
6448         put_task_struct(p);
6449         put_online_cpus();
6450         return retval;
6451 }
6452
6453 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
6454                              struct cpumask *new_mask)
6455 {
6456         if (len < cpumask_size())
6457                 cpumask_clear(new_mask);
6458         else if (len > cpumask_size())
6459                 len = cpumask_size();
6460
6461         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
6462 }
6463
6464 /**
6465  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
6466  * @pid: pid of the process
6467  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
6468  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
6469  */
6470 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
6471                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
6472 {
6473         cpumask_var_t new_mask;
6474         int retval;
6475
6476         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
6477                 return -ENOMEM;
6478
6479         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
6480         if (retval == 0)
6481                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
6482         free_cpumask_var(new_mask);
6483         return retval;
6484 }
6485
6486 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
6487 {
6488         struct task_struct *p;
6489         int retval;
6490
6491         get_online_cpus();
6492         read_lock(&tasklist_lock);
6493
6494         retval = -ESRCH;
6495         p = find_process_by_pid(pid);
6496         if (!p)
6497                 goto out_unlock;
6498
6499         retval = security_task_getscheduler(p);
6500         if (retval)
6501                 goto out_unlock;
6502
6503         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_online_mask);
6504
6505 out_unlock:
6506         read_unlock(&tasklist_lock);
6507         put_online_cpus();
6508
6509         return retval;
6510 }
6511
6512 /**
6513  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
6514  * @pid: pid of the process
6515  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
6516  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
6517  */
6518 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
6519                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
6520 {
6521         int ret;
6522         cpumask_var_t mask;
6523
6524         if (len < cpumask_size())
6525                 return -EINVAL;
6526
6527         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
6528                 return -ENOMEM;
6529
6530         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
6531         if (ret == 0) {
6532                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, cpumask_size()))
6533                         ret = -EFAULT;
6534                 else
6535                         ret = cpumask_size();
6536         }
6537         free_cpumask_var(mask);
6538
6539         return ret;
6540 }
6541
6542 /**
6543  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
6544  *
6545  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
6546  * other threads running on this CPU then this function will return.
6547  */
6548 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
6549 {
6550         struct rq *rq = this_rq_lock();
6551
6552         schedstat_inc(rq, yld_count);
6553         current->sched_class->yield_task(rq);
6554
6555         /*
6556          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
6557          * no need to preempt or enable interrupts:
6558          */
6559         __release(rq->lock);
6560         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
6561         _raw_spin_unlock(&rq->lock);
6562         preempt_enable_no_resched();
6563
6564         schedule();
6565
6566         return 0;
6567 }
6568
6569 static void __cond_resched(void)
6570 {
6571 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK_SLEEP
6572         __might_sleep(__FILE__, __LINE__);
6573 #endif
6574         /*
6575          * The BKS might be reacquired before we have dropped
6576          * PREEMPT_ACTIVE, which could trigger a second
6577          * cond_resched() call.
6578          */
6579         do {
6580                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
6581                 schedule();
6582                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
6583         } while (need_resched());
6584 }
6585
6586 int __sched _cond_resched(void)
6587 {
6588         if (need_resched() && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE) &&
6589                                         system_state == SYSTEM_RUNNING) {
6590                 __cond_resched();
6591                 return 1;
6592         }
6593         return 0;
6594 }
6595 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
6596
6597 /*
6598  * cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
6599  * call schedule, and on return reacquire the lock.
6600  *
6601  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
6602  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
6603  * spin_unlock(), once by hand).
6604  */
6605 int cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
6606 {
6607         int resched = need_resched() && system_state == SYSTEM_RUNNING;
6608         int ret = 0;
6609
6610         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
6611                 spin_unlock(lock);
6612                 if (resched && need_resched())
6613                         __cond_resched();
6614                 else
6615                         cpu_relax();
6616                 ret = 1;
6617                 spin_lock(lock);
6618         }
6619         return ret;
6620 }
6621 EXPORT_SYMBOL(cond_resched_lock);
6622
6623 int __sched cond_resched_softirq(void)
6624 {
6625         BUG_ON(!in_softirq());
6626
6627         if (need_resched() && system_state == SYSTEM_RUNNING) {
6628                 local_bh_enable();
6629                 __cond_resched();
6630                 local_bh_disable();
6631                 return 1;
6632         }
6633         return 0;
6634 }
6635 EXPORT_SYMBOL(cond_resched_softirq);
6636
6637 /**
6638  * yield - yield the current processor to other threads.
6639  *
6640  * This is a shortcut for kernel-space yielding - it marks the
6641  * thread runnable and calls sys_sched_yield().
6642  */
6643 void __sched yield(void)
6644 {
6645         set_current_state(TASK_RUNNING);
6646         sys_sched_yield();
6647 }
6648 EXPORT_SYMBOL(yield);
6649
6650 /*
6651  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
6652  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
6653  *
6654  * But don't do that if it is a deliberate, throttling IO wait (this task
6655  * has set its backing_dev_info: the queue against which it should throttle)
6656  */
6657 void __sched io_schedule(void)
6658 {
6659         struct rq *rq = &__raw_get_cpu_var(runqueues);
6660
6661         delayacct_blkio_start();
6662         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6663         schedule();
6664         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
6665         delayacct_blkio_end();
6666 }
6667 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
6668
6669 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
6670 {
6671         struct rq *rq = &__raw_get_cpu_var(runqueues);
6672         long ret;
6673
6674         delayacct_blkio_start();
6675         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6676         ret = schedule_timeout(timeout);
6677         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
6678         delayacct_blkio_end();
6679         return ret;
6680 }
6681
6682 /**
6683  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
6684  * @policy: scheduling class.
6685  *
6686  * this syscall returns the maximum rt_priority that can be used
6687  * by a given scheduling class.
6688  */
6689 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
6690 {
6691         int ret = -EINVAL;
6692
6693         switch (policy) {
6694         case SCHED_FIFO:
6695         case SCHED_RR:
6696                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
6697                 break;
6698         case SCHED_NORMAL:
6699         case SCHED_BATCH:
6700         case SCHED_IDLE:
6701                 ret = 0;
6702                 break;
6703         }
6704         return ret;
6705 }
6706
6707 /**
6708  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
6709  * @policy: scheduling class.
6710  *
6711  * this syscall returns the minimum rt_priority that can be used
6712  * by a given scheduling class.
6713  */
6714 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
6715 {
6716         int ret = -EINVAL;
6717
6718         switch (policy) {
6719         case SCHED_FIFO:
6720         case SCHED_RR:
6721                 ret = 1;
6722                 break;
6723         case SCHED_NORMAL:
6724         case SCHED_BATCH:
6725         case SCHED_IDLE:
6726                 ret = 0;
6727         }
6728         return ret;
6729 }
6730
6731 /**
6732  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
6733  * @pid: pid of the process.
6734  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
6735  *
6736  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
6737  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
6738  */
6739 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
6740                 struct timespec __user *, interval)
6741 {
6742         struct task_struct *p;
6743         unsigned int time_slice;
6744         int retval;
6745         struct timespec t;
6746
6747         if (pid < 0)
6748                 return -EINVAL;
6749
6750         retval = -ESRCH;
6751         read_lock(&tasklist_lock);
6752         p = find_process_by_pid(pid);
6753         if (!p)
6754                 goto out_unlock;
6755
6756         retval = security_task_getscheduler(p);
6757         if (retval)
6758                 goto out_unlock;
6759
6760         /*
6761          * Time slice is 0 for SCHED_FIFO tasks and for SCHED_OTHER
6762          * tasks that are on an otherwise idle runqueue:
6763          */
6764         time_slice = 0;
6765         if (p->policy == SCHED_RR) {
6766                 time_slice = DEF_TIMESLICE;
6767         } else if (p->policy != SCHED_FIFO) {
6768                 struct sched_entity *se = &p->se;
6769                 unsigned long flags;
6770                 struct rq *rq;
6771
6772                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
6773                 if (rq->cfs.load.weight)
6774                         time_slice = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(&rq->cfs, se));
6775                 task_rq_unlock(rq, &flags);
6776         }
6777         read_unlock(&tasklist_lock);
6778         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
6779         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
6780         return retval;
6781
6782 out_unlock:
6783         read_unlock(&tasklist_lock);
6784         return retval;
6785 }
6786
6787 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
6788
6789 void sched_show_task(struct task_struct *p)
6790 {
6791         unsigned long free = 0;
6792         unsigned state;
6793
6794         state = p->state ? __ffs(p->state) + 1 : 0;
6795         printk(KERN_INFO "%-13.13s %c", p->comm,
6796                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
6797 #if BITS_PER_LONG == 32
6798         if (state == TASK_RUNNING)
6799                 printk(KERN_CONT " running  ");
6800         else
6801                 printk(KERN_CONT " %08lx ", thread_saved_pc(p));
6802 #else
6803         if (state == TASK_RUNNING)
6804                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
6805         else
6806                 printk(KERN_CONT " %016lx ", thread_saved_pc(p));
6807 #endif
6808 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
6809         free = stack_not_used(p);
6810 #endif
6811         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
6812                 task_pid_nr(p), task_pid_nr(p->real_parent),
6813                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
6814
6815         show_stack(p, NULL);
6816 }
6817
6818 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
6819 {
6820         struct task_struct *g, *p;
6821
6822 #if BITS_PER_LONG == 32
6823         printk(KERN_INFO
6824                 "  task                PC stack   pid father\n");
6825 #else
6826         printk(KERN_INFO
6827                 "  task                        PC stack   pid father\n");
6828 #endif
6829         read_lock(&tasklist_lock);
6830         do_each_thread(g, p) {
6831                 /*
6832                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
6833                  * console might take alot of time:
6834                  */
6835                 touch_nmi_watchdog();
6836                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
6837                         sched_show_task(p);
6838         } while_each_thread(g, p);
6839
6840         touch_all_softlockup_watchdogs();
6841
6842 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6843         sysrq_sched_debug_show();
6844 #endif
6845         read_unlock(&tasklist_lock);
6846         /*
6847          * Only show locks if all tasks are dumped:
6848          */
6849         if (state_filter == -1)
6850                 debug_show_all_locks();
6851 }
6852
6853 void __cpuinit init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
6854 {
6855         idle->sched_class = &idle_sched_class;
6856 }
6857
6858 /**
6859  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
6860  * @idle: task in question
6861  * @cpu: cpu the idle task belongs to
6862  *
6863  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
6864  * flag, to make booting more robust.
6865  */
6866 void __cpuinit init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
6867 {
6868         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6869         unsigned long flags;
6870
6871         spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6872
6873         __sched_fork(idle);
6874         idle->se.exec_start = sched_clock();
6875
6876         idle->prio = idle->normal_prio = MAX_PRIO;
6877         cpumask_copy(&idle->cpus_allowed, cpumask_of(cpu));
6878         __set_task_cpu(idle, cpu);
6879
6880         rq->curr = rq->idle = idle;
6881 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(__ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW)
6882         idle->oncpu = 1;
6883 #endif
6884         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6885
6886         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
6887 #if defined(CONFIG_PREEMPT)
6888         task_thread_info(idle)->preempt_count = (idle->lock_depth >= 0);